元计算felac有限元方法,其基本思路和解题步骤??
2016-02-02
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元计算felac有限元方法,其基本思路和解题步骤
(1)建立积分方程,根据虚位移原理或方程余量,建立与微分方程初边值问题等价的积分表达式,这是有限元法的出发点。
(2)区域单元剖分,根据求解区域的形状及实际问题的物理特点,将区域剖分为若干相互连接、不重叠的单元。区域单元划分采用有限元方法的前处理完成,并给出计算单元和节点编号相互之间的关系、节点的位置坐标,同时还需要列出问题的边界的节点号和相应的边值条件。
(3)确定单元基函数,根据单元中节点数目及对近似解精度的要求,选择满足一定插值条件的插值函数作为单元的形函数。有限元方法中的形函数是在单元中选取的,由于各单元具有规则的几何形状,在选取形函数时可遵循一定的法则。
(4)单元分析:将各个单元中的求解函数用单元形函数的线性组合表达式进行逼近;再将近似函数代入积分方程,并对单元区域进行积分,可获得含有待定系数(即单元中各节点的函数值)的单元矩阵与荷载。
(5)总体合成:在得出单元矩阵与荷载之后,将区域中所有单元矩阵与荷载按一定法则进行迭加,形成总体有限元方程。
(6)边界条件的处理:一般边界条件有三种形式,分为本质边界条件(Dirichlet边界条件 )、自然边界条件(Neumann边界条件)、混合边界条件(Cauchy边界条件)。对于自然边界条件,一般在积分表达式中可自动得到满足。对于本质边界条件和混合边界条件,需按一定法则后对总体有限元方程进行修正。
(7)解有限元方程:根据边界条件修正的总体有限元方程组,采用适当的代数方程组求解器,求出各节点的函数值。
(1)建立积分方程,根据虚位移原理或方程余量,建立与微分方程初边值问题等价的积分表达式,这是有限元法的出发点。
(2)区域单元剖分,根据求解区域的形状及实际问题的物理特点,将区域剖分为若干相互连接、不重叠的单元。区域单元划分采用有限元方法的前处理完成,并给出计算单元和节点编号相互之间的关系、节点的位置坐标,同时还需要列出问题的边界的节点号和相应的边值条件。
(3)确定单元基函数,根据单元中节点数目及对近似解精度的要求,选择满足一定插值条件的插值函数作为单元的形函数。有限元方法中的形函数是在单元中选取的,由于各单元具有规则的几何形状,在选取形函数时可遵循一定的法则。
(4)单元分析:将各个单元中的求解函数用单元形函数的线性组合表达式进行逼近;再将近似函数代入积分方程,并对单元区域进行积分,可获得含有待定系数(即单元中各节点的函数值)的单元矩阵与荷载。
(5)总体合成:在得出单元矩阵与荷载之后,将区域中所有单元矩阵与荷载按一定法则进行迭加,形成总体有限元方程。
(6)边界条件的处理:一般边界条件有三种形式,分为本质边界条件(Dirichlet边界条件 )、自然边界条件(Neumann边界条件)、混合边界条件(Cauchy边界条件)。对于自然边界条件,一般在积分表达式中可自动得到满足。对于本质边界条件和混合边界条件,需按一定法则后对总体有限元方程进行修正。
(7)解有限元方程:根据边界条件修正的总体有限元方程组,采用适当的代数方程组求解器,求出各节点的函数值。
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