外文翻譯---一種適應(yīng)的有限元分析方法面向一個(gè)整體計(jì)算環(huán)境 中文.doc

沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1一種適應(yīng)的有限元分析方法；面向一個(gè)整體計(jì)算環(huán)境摘要這個(gè)工作介紹一個(gè)自適應(yīng)數(shù)字程序的方法,它依靠變量構(gòu)成整體,面向目標(biāo),計(jì)算環(huán)境包括分析的前處理和后處理建模。一個(gè)為數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)和后續(xù)發(fā)展準(zhǔn)備的基本平臺(tái),它允許新的單元/誤差估計(jì)和靈敏度分析工具。一個(gè)整體的高級(jí)收斂碎片恢復(fù)(SPR)和最近用平衡計(jì)劃碎片中現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)(REP)的工具。SPR和REP進(jìn)行比較并且應(yīng)用誤差分析和自適應(yīng)引導(dǎo)從新建造網(wǎng)格程序。然而,SPR應(yīng)用在第一計(jì)算靈敏數(shù)量和高級(jí)命令。網(wǎng)格(從新)生成過(guò)程是應(yīng)用現(xiàn)代的集合的嵌塊與圖譜方法手段和Delaney三角技術(shù)。表面網(wǎng)格生成在任意范圍自動(dòng)進(jìn)行(例如。在無(wú)使用權(quán)干涉)在不是三角單元就是四邊單元自適應(yīng)分析。這些思想在有限元自適應(yīng)軟件系統(tǒng)技術(shù)工具。效力和多功能的FESTA是表示用典型數(shù)字舉例說(shuō)明有限元的相互聯(lián)絡(luò)分析,恢復(fù)程序,誤差分析/自適應(yīng)和自動(dòng)網(wǎng)格生成。檢索詞有限元分析,誤差估計(jì),自適應(yīng),高端精密,靈敏度,高級(jí)收斂碎片恢復(fù)(SPR),平衡計(jì)劃碎片中現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)(REP),原目標(biāo)程序(OOP),相互電腦繪圖。介紹這個(gè)工作出現(xiàn)在完整的(原目標(biāo))自適應(yīng)計(jì)算分析的計(jì)算環(huán)境一般性的二維(2D)問(wèn)題。這個(gè)環(huán)境包括確保給一個(gè)準(zhǔn)確水平根據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn),也有分析程序去去產(chǎn)生和修改分離有限單元。這個(gè)計(jì)算系統(tǒng),命名FESTA(自適應(yīng)有限元系統(tǒng)技術(shù)),包含五個(gè)組成部分(參見圖表1箱體顏色):一個(gè)圖表前處理,為定義幾何問(wèn)題,最初的有限元網(wǎng)格(包括邊界條件),和自適應(yīng)分析中應(yīng)用主參數(shù)。這些幾何模型是與有限員模型分離的。為解決當(dāng)前的邊界準(zhǔn)則有限元模型問(wèn)題。開發(fā)編碼為了更好的模塊化,可擴(kuò)展性,用戶方便性。這樣,它能更適合維修和升級(jí)。然而,其它的用戶/開發(fā)人員應(yīng)該有能力修改基本程序系統(tǒng)去適合他們自己專門應(yīng)用。誤差分析和靈敏度模塊。區(qū)分誤差是根據(jù)估計(jì)可得到的重新覆蓋程序，例如，高級(jí)收斂碎片恢復(fù)(SPR)和平衡計(jì)劃碎片中現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)(REP)。各種靈敏度命令（一級(jí)，二級(jí)或者更高級(jí)）計(jì)算處理手段類似于SPR。用戶選擇想要的誤差估計(jì)和靈敏度命令。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2一個(gè)網(wǎng)格（重新）生成（而不是網(wǎng)格細(xì)化）程序，基于集合嵌塊與圖譜和Delaney三角技術(shù)。根據(jù)放大誤差，計(jì)算在前期模型，新的有限元網(wǎng)格在自動(dòng)生成（例如：無(wú)用戶干涉）,不是用三角單元就是用四邊單元（高精度）。最后,后處理模型,所有這些分析結(jié)果(例如外型破壞,靈敏度和受壓輪廓)可視操作。圖形-簡(jiǎn)易相互作用網(wǎng)格示意圖實(shí)質(zhì)上,FESTA是一個(gè)提供基本平臺(tái)為數(shù)值分析和后續(xù)開發(fā)例如,新的誤差分析工具,單元,或材料模型,估計(jì)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室。導(dǎo)向目標(biāo)程序和完整的預(yù)處理分析和用做FESTA軟件進(jìn)行后處理適合工程實(shí)踐應(yīng)用和后續(xù)研究開發(fā)。這片論文的其余部分如下組織。動(dòng)力工作和文獻(xiàn)摘要考察提供在第二段以后,第三段出現(xiàn)一些在自適應(yīng)模擬理論背景和用在FESTA軟件的總攬接觸面圖表。第四段引入SPR(用于底重量調(diào)整系統(tǒng)),REP,和敏感度模型的數(shù)學(xué)公式。一個(gè)關(guān)于自動(dòng)網(wǎng)格生成系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用在這個(gè)工作的討論在第五段相關(guān)的信息關(guān)于FESTA工具出現(xiàn)在第六段,尤其在SPR和REP恢復(fù)關(guān)系方面。為了達(dá)到計(jì)劃計(jì)算體系的效能,典型數(shù)據(jù)舉例在第七段給出,在第八段,推論出結(jié)論和討論未來(lái)研究的方向。誤差分析(ZZ,SPR,REP)重新生成網(wǎng)格圖表預(yù)處理（幾何拓?fù)洌┳罱K分離網(wǎng)格循環(huán)設(shè)計(jì)流程圖有限元求解形象化（后處理）是否收斂否是沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文32相關(guān)研究的動(dòng)向正常解決工程實(shí)際問(wèn)題用有限元模型(FEM)或這邊界單元模型(BEM)包含增加計(jì)算范圍內(nèi)離散點(diǎn)的數(shù)量和求解結(jié)果系統(tǒng)等價(jià)相關(guān)的改變?cè)跀?shù)值求解。一般的,這個(gè)程序消耗時(shí)間,它決定于分析者的經(jīng)驗(yàn),和求解可能被誤導(dǎo)進(jìn)入一個(gè)無(wú)任何癥狀的求解范圍。理想的,用一個(gè)正確的和可靠的自適應(yīng)方案,對(duì)象將能夠指定最初離散模型,它可以充分的描述主要的幾何/拓?fù)浜瓦吔?在指定適合的公差值,根據(jù)一個(gè)適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。這樣,這個(gè)系統(tǒng)將能夠自動(dòng)優(yōu)化模型直到誤差下降到低于指定的公差。這個(gè)過(guò)程將是自動(dòng)進(jìn)行的并且沒(méi)有任何用戶的干預(yù)。這個(gè)主要的目標(biāo)是開發(fā)FESTA的動(dòng)力因素。這種手段自從它不在依賴分析元的經(jīng)驗(yàn),非常規(guī)經(jīng)驗(yàn),從而增加整體分析的可靠性。FEM需要發(fā)展更好的預(yù)處理技術(shù),為執(zhí)行自動(dòng)分析,和為獲得自適應(yīng)求解(它以成為一種FEM商業(yè)軟件趨勢(shì))促進(jìn)開發(fā)一種自動(dòng)網(wǎng)格生成算法,例如不用任何用戶的干預(yù)這種算法能離散任何幾何導(dǎo)入有限元網(wǎng)格。一些二維的幾何算法可以進(jìn)行開發(fā)(例如Baehmann在1987年；BlackerandStephenson在1991年；Zhu在。1991；Potyondy在1995年；Borouchaki和Frey在1998年),三維幾何模型手段最近出現(xiàn)(例如Cass在1996年；Escobar和Montenegro在1996年；Beall在。1997年；Lo在1998年)。目前這些工作集中在二維網(wǎng)格與自適應(yīng)求解聯(lián)合生成。全四邊型和全三角型網(wǎng)格有效技術(shù)在細(xì)節(jié)上進(jìn)行考慮。盡管目前在此處算法能擴(kuò)展最大的網(wǎng)格,例如四邊型和三角型網(wǎng)格單元(可以看見,例如,Borouchaki和Frey在1998年),論題不是在這個(gè)工作的范圍。目前有大量的著作關(guān)于誤差分析和自適應(yīng),讀者可以直接去參見參考文獻(xiàn)1。Blebbier和Aliabad(1993)和Babushka。(1986)編輯大量的FEM和BEM檢查自適應(yīng)的技術(shù)。Ladeveze和Oden(1998)編輯的書收集從工廠的論文自適應(yīng)計(jì)算技術(shù)的新進(jìn)展發(fā)表在Cachan期刊,法國(guó),1997年9月17-19期,它收錄最新的進(jìn)展在自適應(yīng)技術(shù)方法和在工程實(shí)際的應(yīng)用。一些其他雜志也有題獻(xiàn)出自適應(yīng),例如:計(jì)算工程1996年12卷第二頁(yè),工程軟件進(jìn)展1992年15卷四分之三頁(yè)數(shù)。和計(jì)算和數(shù)學(xué)應(yīng)用1991年36卷第一頁(yè)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)Moor和Babushka(1987),Odem和Demoniacs(1989),Strouboulis和Hague(1992a,b),Babushka和Sari(1994),和Ainsworth和Olden(1997)。Mackerel(1993,1994)編輯大量關(guān)于FEM產(chǎn)生網(wǎng)格文獻(xiàn),優(yōu)化,誤差分析和FEM和BEM的自適應(yīng)技術(shù)那些出版從1990到1993年。Babushkaetal。(1983)編沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4輯出版FEM和差分有限模型（FDM）自適應(yīng)技術(shù)。關(guān)于FEM的書最近強(qiáng)調(diào)在自適應(yīng)求解技術(shù)領(lǐng)域。舉例，ZienkiewiczandTaylor(1989)寫一本書,其中有誤差分析和自適應(yīng)一章（14章），它是對(duì)ZienkiewiczandZhu(1992a,b,1994)的論文進(jìn)行補(bǔ)充。然而，SeaboardandBabushkas(1991)是最初對(duì)這個(gè)課題進(jìn)行研究。第一篇關(guān)于自適應(yīng)有限元的論文出現(xiàn)在17世紀(jì)早期。從那以后，大量關(guān)于這個(gè)課題的論文出現(xiàn)在技術(shù)文獻(xiàn)。BabushkasandRheingold(1978)出現(xiàn)最先的論文關(guān)于留數(shù)求值近似求解的誤差分析并且應(yīng)用獲得局部的，更準(zhǔn)確的答案。他們開發(fā)自適應(yīng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)。用后期誤差的觀念，它是開發(fā)對(duì)FEM的自適應(yīng)戰(zhàn)略這樣就會(huì)有一部分的有限單元得到優(yōu)化出現(xiàn)自適應(yīng)方法體系。在上世紀(jì)八十年代早期，電腦制圖技術(shù)開始被應(yīng)用在網(wǎng)格生成技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的工具。Sheppard(1986)發(fā)布了一篇關(guān)于自動(dòng)網(wǎng)格生成技術(shù)應(yīng)用在,自適應(yīng)連接方法的論文。ZienkiewiczandZhu(1987)引入進(jìn)步在求解可覆蓋的過(guò)程梯度（壓力）變化曲線的值的誤差分析。在有限元上用原代碼轉(zhuǎn)化成工具實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，這種類型的技術(shù)，是基于平均求值和命名為L(zhǎng)2的工程，都應(yīng)用可覆蓋的過(guò)程梯度變化曲線技術(shù)，可行性分析也取得一定成績(jī)。在1992年，這項(xiàng)技術(shù)被同一個(gè)作者矯正/改進(jìn)引導(dǎo)出高級(jí)收斂碎片恢復(fù)(SPR)(ZienkiewiczandZhu1992a,b,1994)。這種方法是當(dāng)一片受壓光滑的單元并且最小的方型進(jìn)行離散。以其適應(yīng)局部更高級(jí)的命令高級(jí)收斂試樣從有限元的多項(xiàng)式中進(jìn)行收索。各種對(duì)改進(jìn)覆蓋過(guò)程的嘗試可以在例如；Weinbergetal。(1994),WeinbergandAbdulAhab(1993),BlackerandBelytschko(1994),Labaraetal。(1994),andLeeetal。(1997)。的文獻(xiàn)中被找到。基本上這些改進(jìn)技術(shù)合并于目前的平衡方程技術(shù)和覆蓋過(guò)程邊界條件。通過(guò)Babushkasetal。(1994a,b)進(jìn)行廣泛的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)舉例，SPR對(duì)于過(guò)余數(shù)手段表現(xiàn)出更加的優(yōu)越性能。最近，BoomedandZienkiewicz(1997)發(fā)表滿足在較弱結(jié)構(gòu)平衡條件的新的高級(jí)收斂方法。它不要求任何收斂點(diǎn)的相關(guān)知識(shí)。這種新的覆蓋技術(shù)被命名為平衡計(jì)劃碎片中現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)(REP)。SPR和REP都是目前特別主張的工作方法。以上的貢獻(xiàn)，自適應(yīng)領(lǐng)域一般是顯著的和最近有發(fā)展成績(jī)的。舉例，Paullinaet