Методы вариационные их погрешность

Методы вариационные 17, 188, 310, 334, 347, 552 --, их погрешность 334 [c.586]

Перейдем к вопросу об оценках погрешности решений, доставляемых вариационными методами, па основе метода ортогональных проекций. [c.152]

Однако остальные причины, ограничивающие применение вариационных методов, остались. По-прежнему чрезвычайно трудоемким оказывается вычисление квадратур при составлении алгебраических систем уравнений, к которым приводят вариационные методы. Кроме того, наблюдается неустойчивость вычислительного процесса за счет накопления той или иной погрешности при неудачном выборе координатных последовательностей. [c.62]

Это уравнение определяет основную процедуру вариационного метода Канторовича-Власова, являющегося развитием более общего метода Фурье разделения переменных применительно к уравнениям теории упругости. Для сведения дифференциального уравнения в частных производных к обыкновенному дифференциальному уравнению необходимо использовать разложение (7.2) и выполнить операции в (7.5), т.е. умножить обе части исходного дифференциального уравнения на выбранную функцию ХДх) и проинтегрировать в пределах характерного размера пластины (для прямоугольной пластины это ее ширина). Точное решение получается, когда ряд (7.2) не усекается, а из (7.5) следует бесконечная система линейных дифференциальных уравнений и расчетная схема имеет бесконечное число степеней свободы в двух направлениях. При этом весьма удобно использовать ортогональную систему функций X x). В этом случае будут равны нулю многие побочные коэффициенты системы линейных дифференциальных уравнений (7.5) и она существенно упростится, а при шарнирном опирании вообще распадается на отдельные уравнения. В расчетной практике весьма редко используют два и более членов ряда (7.2), ограничиваясь только первым приближением. Связано это с высокой точностью получаемых результатов, вследствие, как представляется, незначительного расхождения между приближенной схемой и реальным объектом. Формально это выражается в надлежащем выборе функции Х х). Чем точнее она описывает какой-либо параметр в направлении оси ОХ, тем меньше погрешность результата. [c.392]

Различные методы получения энергетических оценок погрешности и их трактовка с точки зрения теории преобразования вариационных проблем. Будем считать, что имеется приближенное решение вариационной задачи на основе одного из экстремальных (для определенности — минимальных) функционалов. Для энергетической оценки погрешности нужно [0.11] построить максимальный функционал Э р), имеющий то же стационарное значение, что и данный Э и), решить приближенно вариационную задачу для построенного функционала и вычислить его значение. Разность [c.198]

Отметим некоторые преимущества смешанной вариационной формулировки задачи (1.82), (1.83) по сравнению с классическим методом перемещений. При решении задач прикладной теории упругости и строительной механики методом конечных элементов сходимость решений в ряде случаев определяется реакцией элемента на смещения как жесткого целого и геометрической изотропией (когда не отдается предпочтение какому-либо направлению) аппроксимации деформаций. Плохая сходимость решений, в первую очередь, характерна для криволинейных элементов оболочечного типа, поскольку аппроксимация перемещений полиномами низкой степени является грубой для описания смещений как жесткого целого. Такие элементы могут накапливать ложную деформацию и вносить существенные погрешности в решение задач. При учете деформаций поперечных сдвигов и обжатия в многослойных оболочечных элементах учет смещения как жесткого целого становится особенно важным, поскольку при уменьшении параметра тонкостенности (A/i ) указанные деформации стремятся к нулю, а коэффициенты их вклада в общую потенциальную энергию стремятся к бесконечности. Таким образом, погрешности в вычислении деформаций усиливаются и могут дать значительную ложную энергию, превосходящую энергию изгиба или энергию мембранных деформаций. Независимая аппроксимация полей деформаций в пределах конечного элемента при использовании смешанного метода позволяет обеспечить минимальную энергию ложных деформаций и требуемый ранг матрицы жесткости. [c.23]

Основная идея вариационного метода состоит в том, что для искомой величины (например, собственной частоты) находится такая формула, выражающая эту величину в виде интеграла от какой-либо функции (например, от поля собственного колебания), которая, во-первых, дает точное значение искомой величины, если в нее подставить точное значение функции, и, во-вторых, при подстановке приближенного значения функции дает для искомой величины приближенное значение с существенно меньшей погрешностью, чем погрешность подставляемой функции. Такие выражения (функционалы — они дают число в результате операций, производимых над функцией) называются стационарными функционалами. В 15 будут рассмотрены стационарные функционалы от двух функций. [c.138]

Пример 31. Рассмотрим жестко защемленную квадратную пластину, нагруженную силами Мх = Му = М (рис. 6.7, в). Выше отмечалось, что наибольшая погрешность вариационного метода Канторовича-Власова наблюдается у квадратных пластин, а условия ее опирания не позволяют получить точного аналитического решения задач статики, динамики и устойчивости. Поэтому данная задача позволяет дать оценку точности и эффективности различных методов, в том числе и МГЭ. Матрица устойчивости и ее определитель для краевых условий по рис. 6.7, в примут вид [c.220]

Основная часть погрешности вариационного метода Канторовича-Власова при использовании одного члена ряда (6.2) связана с неточным описанием внешней нагрузки, а влияние на погрешность побочных коэффициентов линейной системы дифференциальных уравнений проф. В.З. Власова весьма мало. [c.223]

В разд. 3.4 было отмечено, что одним из преимуществ метода конечных элементов является возможность рассчитывать конструкции сложной геометрии. Следует, однако, отметить, что, как правило, реальную конфигурацию конструкции приходится при расчетах каким-либо образом аппроксимировать, а это служит дополнительным источником погрешностей. Хотя аппроксимации поведения (т. е. перемещений) уделяется больше внимания, вопросы, связанные с аппроксимацией геометрии конструкций, имеют такое же, а подчас и более важное значение. В настоящее время известно, что вариационный подход дает возможность более точно аппроксимировать геометрию конструкции. [c.175]

Методом Ритца можно получить ряд последовательно все более точных приближений. Вопрос о сходимости этих приближений к искомому решению вариационной задачи, а также об оценке погрешности этого метода представляет собой относительно трудную задачу 28, 411. [c.109]

На основании данных табл. 4 можно сделать вывод, что при планах Г.2 (метод медианы) и Г.З (метод калибров распределения), имея в виду обычные для этих способов объемы выборки, погрешности аппроксимации ощущаются лишь в четвертом и реже в третьем десятичном знаке, т. е. эти погрешности порядка пре-небрежимых вероятностей. Это легко объяснить, если вспомнить, что при нормальном распределении случайной переменной распределения членов вариационного ряда становятся все более эксцес-сивными и асимметричными по мере удаления от центра. [c.80]

Планы Г.2 и Г.З опираются на члены вариационного ряда, совпадающие с центром или близкие к нему. В отличие от них планы Г.1 (метод крайних значений) и, в известной мере, планы Г.4 (комбинация методов медианы и крайних значений) опираются на первый и последний члены вариационного ряда, распределения которых резко асимметричны и эксцессивны. Аппроксимация соответствующих частных оперативных характеристик функцией нормального распределения характеризуется более заметными погрешностями—до 0,02. Однако, как показали расчеты, для тестовых (рассчитанных на худшие результаты) ситуаций влияние этих погрешностей на показатель эффективности СРК так мало, что не может повлиять на правильность выводов при выборе оптимального варианта. [c.80]

Большой порядок систем уравнений, вызванный подробной дискретизацией области, и большая ширина полосы ненулевых коэффициентов, вызванная разветвленным характером геометрии расчетной области, могут при ограниченной разрядности ЭВМ привести к накоплению недопустимой погрешности. Примером такой разветвленной конструкции является патрубок в сосуде, содержаший отвод внутрь сосуда (рте. 3.6, а). Для расчета вариационно-разностным методом, рассмотренным вьппе для задач концентрации напряжений, была построена сеточная область, показанная на рис. 3.6, б. Соответствующее число уравнений равно 2413, ширина полосы — 55. Расчет выполнялся на ЭВМ соответственно с 12- и 7-разрядными числами. Погрешюсть расчета контролировалась по величине возникающей в месте закрепления опорной реакции, а также путем проверки по результатам расчета условий равновесия в сечениях тонкостенных участков патрубка. Если в первом случае оцененная таким образом погрешность в величине напряжений не превьпыала 1-2%, то во втором случае все результаты расчета оказались далекими от правильных. [c.56]

В тех случаях, когда относительная толщина слоистой оболочки (рис. 4.17) значительна и (или) материал некоторых слоев обладает пониженной жесткостью при поперечном сдвиге, теория оболочек, построенная на основе гипотез Кирхгофа — Лява, приводит к существенным погрешностям в результатах расчетов. Для расчета оболочек разработан ряд вариантов уточненных теорий, построенных на гипотезах, отличных от гипотез Кирхгофа-Лява. При изложении простейших методов расчета, основанных на уточненных моделях деформирования слоистых пластин и оболочек, воспользуемся вариационным принципом Ренсснера [40, 44, 46]. [c.169]

Априорные оценки дают возможность оценить погрешность еще до того, как приближенное решение построено [0.11 . Как правило, априорные оценки суть оценки асимптотические — они дают лишь порядок убывания погрешности при бесконечном возрастании числа параметров, используемых при дискретизации координатных элементов в методе Ритца или числа узлов сетки в вариационно-разностном методе. Другими словами, большинство априорных оценок не дает возможности указать заранее, какое число членов ряда в методе Ритца или число узлов сетки следует взять, чтобы обеспечить нужную точность решения они только говорят чтобы уменьшить погрешность в k раз, достаточно увеличить число варьируемых параметров в I раз . [c.194]

Линеаризованные краевые задачи решают методами конечных разностей 19В, 148, 49, 227], вариационно-разностным [103], конечных элементов [182, 193], методами Ритца [113] и Бубнова — Галерки на [154]. Перечисленные методы сводят задачу к системе линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) и удобны для оболочек сложной формы. Особый интерес представляют направленные на подавление погрешности, вызываемой жесткими смещениями элементов оболочки, метод криволинейных сеток [76—79] и моментная схема конечных элементов [182]. Эти методы позволяют существенно увеличить шаги сетки по пространственным координатам при сохранении высокой точности результатов [27]. [c.24]

Применялись различные вариационные методы, основанные на разных функционалах [70], и итерационно-вариадионные методы, при которых итерации чередуются с применением какого-либо функционаша [12]. В качестве пробных можно использовать как некоторые фиксированные функции, так и получающиеся в ходе итераций. Обычно каждая ступень в итерационно-вариационной схеме дает уменьшение погрешности на порядок. Следует упомянуть также методы типа Монте-Карло [42]. Рад методов, разработанных для решения задач о переносе излучения в спектральных линиях, о которых мы скажем далее, могут быть применены и к задачам монохроматического рассеяния. [c.100]

В этот очерк не включены приближенные способы решения, основанные на применении вариационных принципов (методы Ритца — Тимошенко, Галеркина, Канторовича). Практика их применения развита в монографии Л. С. Лейбензона (1951). Большое число исследований посвящено изучению сходимости вариационных методов и оценкам погрешности (в ряде случаев двусторонним) приближенных решений (С, Г. Михлин, М. Г. Слободянский). [c.17]

Для оценки погрешности приближенных методов Г. В. Иванов (1966) рассмотрел простейший случай элемента пластины, к которому приложены продольная сила и момент в том же направлении. Расчет производился на основе вариационного уравнения Д. Л. Сандерса и др., в котором варьируются скорости напряжений и перемещений. Для рассматриваемой задачи достаточно было варьировать скорости напряжений. В качестве эталонного принималось решение, полученное в результате замены интегралов по толщине квадратурной формулой Гаусса с 15 узлами с ним сравнивался результат, полученный по методу В. И. Розенблюма при линейном законе распределения напряжений по толщине и при аппроксимации этого распределения четырьмя членами разложения по полиномам Лежандра. Последняя аппроксимация дает всегда хороший результат, для других можно указать области значения параметров, для которых они удовлетворительны. [c.144]

Основной базой для сведения двумерных задач теории пластинок и оболочек к задачам систем с конечным числом степеней сЬободы служат методы Ритца и Бубнова — Галеркина для решения вариационных уравнений, Подавляющее большинство нелинейных задач теории пластинок и оболочек решено именно таким путем. При этом всегда возникают вопросы в каком смысле приближенное решение, если оно существует, будет удовлетворять условиям исходной краевой задачи какова погрешность приближенного решения Этим вопросам посвящен цикл работ И. И. Воровича (1955—1958) по нелинейной статике и динамике пологих оболочек. Ответы на поставленные вопросы Ворович дал в терминах функционального анализа. К сожалению, здесь невозможно даже конспективно изложить эти результаты ). Отметим лишь, что указанное направление получило дальнейшее развитие в основном в работах В. Н. Морозова (1958, 1962), Л. С. Срубщика и В. И. Юдовича (1962, 1966). [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...