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二维弹性问题边界元法中边界层效应问题的变换法
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O342[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]山东理工大学理学院应用数学所,淄博255049
  • 相关基金:国家自然科学基金(10571110 11071148); 山东省自然科学基金重点(ZR2010AZ003)资助项目
中文摘要:

基于间接规则化边界积分方程,有效估计奇异边界积分,准确求得边界量,为场变量的计算奠定了基础。在计算场变量时,针对二维弹性力学边界元法中出现的几乎奇异积分,本文采用一类非线性变量替换法,有效地改善了被积函数的震荡特性,从而消除了核积分的几乎奇异性;在不增加计算量的情况下,极大地改进了几乎奇异积分计算的精度,成功地求解了弹性体近边界点上的力学参量,避免了边界层效应。此外,本文引入一种精确几何单元逼近,对于圆弧边界,这样的插值逼近几乎是精确的,提高了计算精度。数值算例表明,本文算法稳定,效率高,并可达到很高的计算精度,即使场点非常靠近边界,如场点到积分单元的距离小到纳米级,仍可避免边界层效应现象。

英文摘要:

To begin with,a regularized boundary integral equation with indirect formulation is adopted to deal with the singular integrals and the boundary unknown quantities can be calculated accurately.When it comes to the physical quantities at the interior points,an efficient non-linear transformation is utilized to evaluate the nearly singular integrals occurring in two-dimensional(2D)elastic problems.The proposed transformation can remove or damp out the near singularity efficiently and can improve the accuracy of numerical results of nearly singular integrals greatly without increasing other computational efforts.Moreover,an exact geometrical representation,named"arc element",was introduced to remove the errors caused by representing arc geometries using polynomial shape functions,and therefore the computational accuracy can be improved efficiently.Numerical examples show the high efficiency and stability of the present approach,and the"boundary layer effect"can be avoided efficiently even when the internal point is very close to the boundary,i.e.,when the distance of the computed point to the boundary as small as 10-9.

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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