国家自然科学基金(51008247)
- 作品数：8 被引量：9H指数：2
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- 基于弹性地基梁计算的Daubechies条件小波Ritz法研究被引量：2
- 2011年
- 在现有的Daubechies小波Ritz法中,为方便边界条件的引入,借助于位移转换矩阵将Daubechies小波待定系数转换为节点位移。但该方法会降低计算精度,并且计算结果是多个离散的单点位移,不利于进一步解得弯矩、剪力、荷载集度。为寻求更为高效精确的弹性地基梁计算方法,对现有的Daubechies小波Ritz法进行改进,以避免位移转换矩阵的出现,从而提高了计算精度。结合广义变分原理,采用Lagrange乘子法,将边界条件作为附加条件引入自然变分条件下的泛函表达式,构造新的修正泛函。以该修正泛函的驻值条件建立求解矩阵方程组,进而解得未知场函数。此法称为Daubechies条件小波Ritz法。该法计算结果直接是小波基函数待定系数,单元内部任意点的位移均可通过小波基函数得到,也可进一步解得弯矩、剪力、荷载集度,因此比原有方法更为有效。最后,采用受均布荷载的两端铰支弹性地基梁算例,将Daubechies条件小波Ritz法计算结果与基于弹性地基梁理论的解析解进行比较,挠度值(保留小数点后6位小数)与解析解完全一致,弯矩值的相对误差为0.03%,说明Daubechies条件小波Ritz法具有较高计算精度。
- 陈雅琴张宏光党发宁
- 关键词：弹性地基梁广义变分原理LAGRANGE乘子法
- 应用Daubechies小波理论求解应力大梯度梁
- 2012年
- 介绍了采用常规有限元法求解应力大梯度问题的缺点,指出小波理论具有多尺度、多分辨及紧支性等特性,应用小波理论计算应力大梯度问题将明显优于传统有限元法.以求解受集中荷载的平面弯曲梁为例,阐述了采用Daubechies小波理论进行计算时矩阵方程的建立及采用系数转换法施加本质边界条件的过程.分析系数转换法带来的不足,并结合广义变分原理对目前常用的Daubechies小波方法进行改进.通过实际算例中Daubechies小波方法的计算结果与理论解的对比验证应力大梯度问题计算中小波方法的有效性.
- 陈雅琴张宏光党发宁
- 关键词：DAUBECHIES小波广义变分原理
- Daubechies小波有限元法联系系数计算研究被引量：3
- 2011年
- 针对Daubechies小波有限元法的联系系数计算精度不足这一问题,首先推导了Daubechies小波有限元法中常用联系系数的计算公式,分析了导致联系系数计算精度不足的主要原因,并首次尝试将最小二乘法引入Daubechies小波有限元法联系系数的计算中,求解所得超定方程组可得联系系数值。实例结果表明,此法可有效提高Daubechies小波有限元法联系系数的计算精度。
- 陈雅琴张宏光党发宁
- 关键词：DAUBECHIES小波最小二乘法
- Daubechies条件小波Galerkin法在结构基本构件计算中的应用
- 2012年
- 为拓展小波理论在结构计算中的应用,研究采用Daubechies小波Galerkin法计算结构基本构件。现有的Daubechies小波Galerkin法所解出的位移曲线不连续,无法实现高精度计算。结合广义变分原理及Lagrange乘子法,对Daubechies小波Galerkin法进行改进,形成Daubechies条件小波Galerkin法并应用于结构计算。以结构中最为常见的基本构件——杆、梁为例,阐述Daubechies条件小波Galerkin法的构成方法,并与常规有限元法及现有Daubechies小波Galerkin法进行比较。通过典型算例,验证Daubechies条件小波Galerkin法的计算精度。
- 陈雅琴张宏光党发宁
- 关键词：DAUBECHIES小波GALERKIN法广义变分原理
- Daubechies条件小波有限元法研究
- 2012年
- 为拓展小波理论在结构工程中的应用,提高结构计算精度,提出了以Daubechies条件小波Ritz法为基础的Daubechies条件小波有限元法。该法结合广义变分原理和拉格朗日乘子法构造修正泛函,根据修正泛函的驻值条件得到全域法求解方程矩阵。根据构件的边界条件,按左右边界对求解矩阵进行相应拆分,构建条件小波单元刚度矩阵,并依据公共节点位移相等原则形成总体刚度矩阵,由此解得各单元的小波基待定系数,即可进一步求解位移场函数、内力分布函数及荷载集度函数。以工程中常见的弹性拉压杆及平面弯曲梁为例,详细阐述了该方法的构造过程。并通过典型算例将Daubechies条件小波有限元法计算值与理论解进行了对比,结果表明:在弹性拉压杆算例中,位移、应力、载荷集度的相对误差均在1.22×10-3%以内;在平面弯曲梁算例中,挠度、弯矩、载荷集度的相对误差均在8.91×10-2%以内。
- 陈雅琴张宏光党发宁
- 关键词：DAUBECHIES小波有限元法广义变分原理拉格朗日乘子
- 应用Daubechies条件小波有限元法求解弹性地基梁
- 2012年
- 为提高弹性地基梁的计算精度,将Daubechies条件小波有限元法应用于弹性地基梁的计算中。以受集中力作用的弹性地基梁为例,基于传统的Daubechies小波Galerkin法,结合广义变分原理进行改进,将边界条件直接引入求解方程,可以避免小波系数与单元内部节点位移之间的转换,提高计算精度。并分别针对中间单元、左端单元及右端单元构造求解矩阵,进一步组装总体求解矩阵,形成Daubechies条件小波有限元法。最后,通过典型算例,验证Daubechies条件小波有限元法计算弹性地基梁的精度。
- 王洪峰
- 关键词：DAUBECHIES小波弹性地基梁
- Daubechies条件小波混合有限元法在梁计算中的应用被引量：1
- 2011年
- 常规的Daubechies小波有限元法是以挠度为基本未知量的单变量有限元法,其弯矩函数需要通过挠度函数的二阶求导间接求解,故弯矩的计算精度一般比挠度低。此外,目前常用的Daubechies小波有限元法需要借助于转换矩阵引入位移边界条件,大大影响了计算精度。结合广义变分原理,将边界条件作为附加条件构造修正泛函,以该修正泛函的驻值条件建立求解矩阵方程,进而解得未知场函数,可以有效提高计算精度,即为Daubechies条件小波有限元法。在此基础上,结合Hellinger-Reissner广义变分原理,以力和位移为插值函数,可以建立Daubechies条件小波混合有限元法。由于该法能一次同时解得位移与力的场函数,并且内力的求解独立于位移,因而内力的求解精度较高。以梁单元为例,推导出了Daubechies条件小波混合有限元方程,并通过算例验证了该方法的实用性和有效性。
- 陈雅琴张宏光党发宁
- 关键词：DAUBECHIES小波广义变分原理混合有限元法
- 用于桩基础计算的Daubechies小波新型联系系数研究被引量：3
- 2011年
- 基于小波函数特有的多分辨特性,Daubechies小波在处理工程中的应力大梯度、强非线性和奇异问题方面具有较强优势。限于联系系数的计算广度不够,目前Daubechies小波有限元法的应用仅限于杆、梁以及地基系数为常数的弹性地基梁等方面的计算中。在基于m法的桩基础计算中,假定地基系数为线性函数,故挠曲线微分方程中荷载项的地基系数为线性变量,但与此相关的联系系数的计算方法及计算结果尚未见文献报导,无法应用Daubechies小波法进行求解。针对桩基础计算模型的特点,提出和推导了一类基于m法的可用于桩基础计算的小波联系系数,首次将Daubechies小波应用于桩基础的计算中。并利用上述结果,对桩基础的典型模型进行计算。结果表明,所推导出的Daubechies小波新型联系系数结果正确,基于Daubechies小波有限元法可精确求解桩基础的受力。
- 陈雅琴张宏光党发宁
- 关键词：DAUBECHIES小波桩基础
