基于适合分析T样条的高阶数值流形方法

• 作者: 刘登学 刘高敏 张友良
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 高阶数值流形方法 线性相关 适合分析的T样条 局部加密
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 生物、工程及交叉力学
• 页码范围: 212-222
• 页数: 11页
• 分类号: O302
• 字数: 3968字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-16-217

摘要

数值流形方法是一种非常灵活的数值计算方法，连续体的有限单元方法和块体系统的非连续变形分析方法只是这一数值方法的特例。数值流形方法中高阶位移函数的构造可通过提高权函数的阶次来实现，这种方法往往需要沿单元边界配置适当的边内节点，这些结点的出现增加了前处理的复杂性，特别是对于大型复杂的空间问题。另一方面，在数值流形方法中可通过缩小单元尺寸(h加密)来提高求解精度。当模拟裂纹扩展时，这种细化策略可用来克服裂纹尖端的奇异性。一个传统的解决方案是细化整个网格，但这会导致计算效率的显著降低。将适合分析的T样条(analysis-suitable T-spline，AST)引入数值流形方法中来建立高阶数值流形方法的分析格式，有效的避免了该问题的出现。 AST样条基函数具有线性无关，单位分解，局部加密等许多重要性质，使得其非常适合用于工程设计及分析。在引入AST样条后，可通过改变数学覆盖的构造形式建立不同阶次的数值流形方法分析格式；AST样条自身的局部加密性质也使得数值流形方法中的数学网格局部加密更容易实现。算例结果表明：随着AST样条基函数阶次的提高，数值流形方法的计算结果有了明显的改善；基于AST样条基函数的数值流形方法在保持计算精度的前提下降低了自由度的数量。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张友良	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	25	857	15.0	25.0
2	刘登学	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	4	15	3.0	3.0
6	刘高敏	中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室	2	7	2.0	2.0