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线性无关高阶数值流形法
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:岩土工程学报
  • 时间:2013.12
  • 页码:482-488
  • 分类:O3[理学—力学] TU43[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071, [2]中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北武汉430071
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11172313);国家973项目资助课题(2011CB013505)
  • 相关项目:数值流形方法中的几个瓶颈问题
中文摘要:

对高阶数值流形方法来说,若采用1阶局部位移函数显然提高了计算精度,但又不可避免地使总体刚度矩阵亏秩,出现线性相关问题。针对这种情况,提出局部位移函数采用1阶泰勒展开形式,使得定义在物理覆盖上的自由度具有明确的物理意义。当基函数所对应自由度取为应变分量时,定义物理覆盖为PC-u-ε型;使用局部坐标系下的应力分量来代替应变分量,进而发展了PC-u-σ型。这样方便了位移和应力边界条件的施加。数值算例表明,PC-u-ε型显著地减少了亏秩数;PC-u-σ型的施加完全地消除了亏秩数,同样保持了很高的计算精度。

英文摘要:

The adoption of the first-order local approximation functions has improved the accuracy, but it has also led to rank deficiency of the global stiffness matrix for the higher-order numerical manifold method, meaning the existence of the linear dependence. The first-order Taylor’s expansions with regard to the interpolation point are adopted as the local displacement functions, which makes the degrees of freedom defined on the physical cover have definite physical meanings. Then the first-order partial differential derivatives are expressed by the strain components, leading to the PC-u-ε. The strain components are further replaced by the stress components in the local framework, creating the PC-u-σ. In this way, both the displacement and the stress boundary conditions are easily applied. Numerical examples show that the PC-u-ε alone significantly causes a drastic decrease in rank deficiency, while deploying the PC-u-σ along the stress boundary completely eliminates the rank deficiency and retains higher accuracy.

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期刊论文 65 会议论文 7 获奖 8
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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,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:54826