曾攀有限元分析整理
一.基础1.变形体力学中的三大类变量和三大类方程2.试函数方法设定满足边界条件的试函数,然后把该试函数带入控制方程得到残差函数,最小化残差函数来确定试函数中的待定系数3.试函数方法分类二.试函数方法之加权残值法1.问题的一般提法:2.主要的加权残值法3.galerkin加权残值法4.残值最小二乘法四.试函数方法之能量原理1.引入能量原理的原因2.引入虚位移,虚功...
一.基础
1.变形体力学中的三大类变量和三大类方程
2.试函数方法
设定满足边界条件的试函数,然后把该试函数带入控制方程得到残差函数,最小化残差函数来确定试函数中的待定系数

3.试函数方法分类


二.试函数方法之加权残值法
1.问题的一般提法:


2.主要的加权残值法
3.galerkin加权残值法

4.残值最小二乘法
四.试函数方法之能量原理
1.引入能量原理的原因

2.引入虚位移,虚功


3.弹性力学中的虚功原理

4.例子–梁弯曲问题的虚功原理求解



5.最小势能原理


6.能量原理汇总

五.有限元方法
1.有限元方法步骤详解
有限元方法的核心:把复杂几何区域划分成多个小区域单元,在小区域单元上求解,然后集成得到原几何区域的解




(以下用到了变分法:对泛函求极值)
(直接累加集成吗??好像是直接拼起来,重叠部分累加,其余部分为0,所以整体刚度矩阵是带状的)

2.形状函数和刚度矩阵的性质






3.有限元分析实例–传热问题









六.补充:泛函及变分法
有限元方法中涉及到了泛函和变分这两个概念
1.泛函:定义域为函数集,值域为实数的广义函数

2.变分问题
(1)变分法的核心问题:求解泛函的极值函数
(2)函数的变分,泛函的变分
这里把差分看成另一类函数的思想很重要



(3)变分法:泛函求极值–欧拉-拉格朗日方程

(4)变分问题及欧拉边值问题
七.偏微分方程的变分问题(如何把pde转化成变分问题)
参考链接:https://wenku.baidu.com/view/1a7280f5aeaad1f346933fb8.html
参考链接:https://wenku.baidu.com/view/3c5bfc3d58f5f61fb63666ae.html
科研上经常把偏微分方程的定解问题转化成泛函的极值问题,然后再用直接法求解泛函的极值问题
1.利用变分法逆推


2.利用微分算子公式直接推导泛函





3.泊松方程的边值问题
以下讨论第三类齐次边界条件下泊松方程的泛函问题,第三类齐次边界条件包含第一类和第二类边界条件

(再应用格林公式(如何对最后一项化简???去学校后再找资料补充))
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