无网格伽辽金法节点分布求解精度的研究
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刘建华 , 姜冬菊
( 河海大学 力学与材料 学院 工程力学系, 江苏 南京 2 1 0 0 9 8 )
摘 要: 基 于移动 最 小二乘 法 的无 网格伽 辽金 法 ( E F G) 计 算 精度 的影 响 因素有 很 多。 为了 分析 无 网格 伽辽 金 法对 节 点布
置 的影 响 , 文 中通 过 分析 经典 的悬 臂梁 问 题 , 定义 了一 个 能量 范 数 作 为误 差 指标 , 用 Ma t l a h 程 序 开 发 了无 网格 法 计算 程 序 。研究 了离散 节点 的布 置方 法及节 点 个数 对元 网格 法 伽辽 金 法 求解 精 度 的影 响 。考 察 了均 匀 布点 法 及 随机 布 点法 情 况 下 的无 网格法 的计 算精 度 , 提出 了两 种布点 方 法结 合起来 应用 的混 合 布点方 法 , 得 出 了一些 有益 的结论 。 关 键词 : 无 网格 ; 伽辽 金法 ; 节 点布 置 ; 计 算精 度 中图分 类号 : T P I 8 文献标 识 码 : A 文章编 号 : 1 6 7 3 — 6 2 9 X( 2 0 1 3 J l 0 — 0 0 7 5 - 0 5
Ab s t r a c t : Co mp u mt io n l f p r e c i s i o n o f M LS-b a s e d EF G i s a f f e c t e d b y ma n y f a c t o r s .I n o r d e r t o na a l y z e t h e i n lu f e n c e o f e l e me n t -f r e e
Ga le r k i n me ho t d f o r n o d e s d i s t r i b u i t o n, b y a na ly z i n g t h e c l a s s i c l a c nt a i l e v e r b e a m p r o b l e m, d e in f e a n e n e r g y n o r m a s e l l ' o r i n d e x, s i mu l t a - n e o u s l y, d e v e l o p e l e me nt -f r e e c o mp u t a i t o n l a p r o g r a m b a s e d o n Ma l f a b . Fu r t h e r mo r e, s t u d y t h e l a y o u t me t h o d nd a he t i mp a c t o n c o mp u a- t t i o n a l p r ci e s i o n o f e l e me n t -f r e e Ga le rk i n me t h o d b y n o d e n u mb er . Al s o, i n v e s i t ga t e t he c o mp u t a i t o n l a p r e c i s i o n a n d e ic f i e n c y o f EF G u n d e r u n i f o m r d i s t ib r u i t o n me ho t d nd a t h e me ho t d o f r nd a o m d i s t r i b u i t o n .  ̄o p os e a mi x e d c o mb i n a io t n o f he t t wo d i s t r i b u io t n me ho t d s . T h e a b o v e na a l y s i s g i v e s s o me u s e f u l c o n c l u s i o n s . Ke y wo r d s : e l e me n t -f r e e; Ga le r k i n me t ho d; d i s t r i b u i t o n o f n o d e s ; c o mp u at t io na l p ec r i s i o n
第2 3卷 第 1 O期 2 0 1 3年 1 0月
wk.baidu.com
计 算 机 技 术 与 发 展
COMP UTER TECHNOL OGY AND DEVELOP MENT
Vo 1 . 2 3 No . 1 0 0c t . 2 0l 3
无 网格 伽 辽 金 法 节 点 分 布 求解 精 度 的研 究
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3 — 6 2 9 X . 2 0 1 3 . 1 0 . 0 1 9
Re s e a r c h o n No d e s F a c t o r s Af fe c t i n g Co mp u t a t i o n a l P r e c i s i o n o f El e me n t . . f t ' e e Ga le r k i n Me t h o d
L I U J i a n - h u a , J I AN G Do n g - - j u
( D e p a r t me n t o f E n g i n e e r i n g Me c h a n i c s , C o l l e g e o f Me c h a n i c s nd a Ma t e r i a l s , Ho h a i U n i v e r s i t y , Na n j i n g 2 1 0 0 9 8 , C h i n a )
( 河海大学 力学与材料 学院 工程力学系, 江苏 南京 2 1 0 0 9 8 )
摘 要: 基 于移动 最 小二乘 法 的无 网格伽 辽金 法 ( E F G) 计 算 精度 的影 响 因素有 很 多。 为了 分析 无 网格 伽辽 金 法对 节 点布
置 的影 响 , 文 中通 过 分析 经典 的悬 臂梁 问 题 , 定义 了一 个 能量 范 数 作 为误 差 指标 , 用 Ma t l a h 程 序 开 发 了无 网格 法 计算 程 序 。研究 了离散 节点 的布 置方 法及节 点 个数 对元 网格 法 伽辽 金 法 求解 精 度 的影 响 。考 察 了均 匀 布点 法 及 随机 布 点法 情 况 下 的无 网格法 的计 算精 度 , 提出 了两 种布点 方 法结 合起来 应用 的混 合 布点方 法 , 得 出 了一些 有益 的结论 。 关 键词 : 无 网格 ; 伽辽 金法 ; 节 点布 置 ; 计 算精 度 中图分 类号 : T P I 8 文献标 识 码 : A 文章编 号 : 1 6 7 3 — 6 2 9 X( 2 0 1 3 J l 0 — 0 0 7 5 - 0 5
Ab s t r a c t : Co mp u mt io n l f p r e c i s i o n o f M LS-b a s e d EF G i s a f f e c t e d b y ma n y f a c t o r s .I n o r d e r t o na a l y z e t h e i n lu f e n c e o f e l e me n t -f r e e
Ga le r k i n me ho t d f o r n o d e s d i s t r i b u i t o n, b y a na ly z i n g t h e c l a s s i c l a c nt a i l e v e r b e a m p r o b l e m, d e in f e a n e n e r g y n o r m a s e l l ' o r i n d e x, s i mu l t a - n e o u s l y, d e v e l o p e l e me nt -f r e e c o mp u t a i t o n l a p r o g r a m b a s e d o n Ma l f a b . Fu r t h e r mo r e, s t u d y t h e l a y o u t me t h o d nd a he t i mp a c t o n c o mp u a- t t i o n a l p r ci e s i o n o f e l e me n t -f r e e Ga le rk i n me t h o d b y n o d e n u mb er . Al s o, i n v e s i t ga t e t he c o mp u t a i t o n l a p r e c i s i o n a n d e ic f i e n c y o f EF G u n d e r u n i f o m r d i s t ib r u i t o n me ho t d nd a t h e me ho t d o f r nd a o m d i s t r i b u i t o n .  ̄o p os e a mi x e d c o mb i n a io t n o f he t t wo d i s t r i b u io t n me ho t d s . T h e a b o v e na a l y s i s g i v e s s o me u s e f u l c o n c l u s i o n s . Ke y wo r d s : e l e me n t -f r e e; Ga le r k i n me t ho d; d i s t r i b u i t o n o f n o d e s ; c o mp u at t io na l p ec r i s i o n
第2 3卷 第 1 O期 2 0 1 3年 1 0月
wk.baidu.com
计 算 机 技 术 与 发 展
COMP UTER TECHNOL OGY AND DEVELOP MENT
Vo 1 . 2 3 No . 1 0 0c t . 2 0l 3
无 网格 伽 辽 金 法 节 点 分 布 求解 精 度 的研 究
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3 — 6 2 9 X . 2 0 1 3 . 1 0 . 0 1 9
Re s e a r c h o n No d e s F a c t o r s Af fe c t i n g Co mp u t a t i o n a l P r e c i s i o n o f El e me n t . . f t ' e e Ga le r k i n Me t h o d
L I U J i a n - h u a , J I AN G Do n g - - j u
( D e p a r t me n t o f E n g i n e e r i n g Me c h a n i c s , C o l l e g e o f Me c h a n i c s nd a Ma t e r i a l s , Ho h a i U n i v e r s i t y , Na n j i n g 2 1 0 0 9 8 , C h i n a )