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数学网格和物理网格分离的有限单元法(Ⅰ):基本理论
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TV313[水利工程—水工结构工程]
  • 作者机构:[1]浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,杭州310058
  • 相关基金:国家“973”重点基础研究课题(2007CB714200)国家自然科学基金(50778163)资助项目.
中文摘要:

常规有限单元法在复杂边界问题的网格剖分、可移动边界和非连续变形问题的数值模拟等方面存在困难。本文将常规的有限单元分离为几何上相互独立的数学单元和物理单元,基于数学单元构造近似函数,引入位移模式关联法则以确定物理单元的位移模式,提出了在现有有限单元法框架内、基于数学网格和物理网格分离的强化有限单元法(FEM^++)。与常规有限单元法(SFEM)比较表明,强化有限单元法不仅很好地克服了常规有限单元法网格剖分上的困难,而且提供了一条更简便、更自然的分析移动边界问题和非连续变形问题的新途径。最后,通过数值算例验证了强化有限单元法的适用性和有效性。

英文摘要:

For standard finite element method (SFEM), mesh generation of domain with complex boundary and problems with movable boundary or discontinuous deformation are cumbersome to deal with. In this paper, conventional element is separated into two kinds of elements, mathematical element and physical element, which are geometrically independent. The mathematical element and physical element are applied for approximating construction and physical domain description, respectively. By introducing correlation rule between mathematical and physical element, the approximate displacement of physical element is determined. Basing on separated mathematical and physical meshes, an enhanced finite element method (FEM^++), which is in the framework of SFEM, is then put forwards. A typical correlation rule, named extension of mathematical displacement mode for regular mathematical element, is proposed with corresponding formulas. The most important advantage of FEM^++ is that it provides a new simple way to simulate problems with movable boundary or strong/weak discontinuous deformation. Finally, its applicability and validity are verified through a numerical example.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9563