局部微分再生核无网格方法

来源 :辽宁工学院 辽宁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tom0101
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本文采用无网格方法(MeshlessMethod)家族中的一员——局部微分再生核无网格(LocalDifferentialReproducingKernelMethod,LDRKM)方法配合最小二乘法(LeastSquareMethod,MLS)来分析二维弹性力学问题,以简便的微分法则大大简化了原本复杂的求导过程,同时形状函数及其导数在整个定义域内均为平滑连续函数,较一般有限元法所采用的片段连续函数为佳。 常用的伽辽金积分无网格方法需要背景网格,这使得无网格方法不能真正地抛弃网格;而局部微分再生核无网格方法以具有自身影响范围的离散点为主体,并根据离散点间影响范围的重叠特性,完全使用离散点来构建数值模型,从而排除使用积分网格,真正体现“无网格”精神。 本文的创新之处为在局部微分再生核无网格方法的基础上,结合最小二乘法的思想,提出了基于局部微分再生核的最小二乘配点型无网格方法。该方法除节点外又引入了一些辅助点,控制方程在所有节点与辅助点处的残差用最小二乘法予以消除,因而与直接配点法相比,最小二乘配点法精度高,稳定性好。为了证明该方法的适用性与可行性,本文分别使用最小二乘配点型无网格方法和直接配点法来分析一维Poisson方程、二维Poisson方程、悬臂梁端部受竖向剪力、悬臂梁受均匀荷载及孔洞周围应力集中等问题,分析时以离散的局部微分再生核法则求出再生核形状函数(ReproducingKernelshapefunction)及其各阶导数。通过给出的数值算例结果分析,最小二乘配点型无网格方法精度明显高于直接配点法精度。
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