Применение граничных интегральных представлений

Применение граничных интегральных представлений [c.44]

Применение описанной выше методики представления данных при численном анализе и организации вычислительной программы приводит к значительному повышению эффективности метода граничных интегральных уравнений. Представление геометрической конфигурации при помощи квадратичных функций позволяет точно смоделировать действительную поверхность тела. Пока нельзя сделать окончательного вывода об относительной эффективности аппроксимаций различного порядка при линейной аппроксимации в некоторых слу-чаях легко получить хорошие результаты, однако при квадратичном или кубическом разбиении достижение хороших результатов оказывается более устойчивым и стабильным. Чтобы получить достаточно достоверные результаты, следует, таким образом, применять квадратичную или кубическую аппроксимацию. Однако во всех случаях полезно провести предварительное решение, используя линейную аппроксимацию, чтобы проверить правильность выбранного разбиения. Выбранная схема интегрирования является эффективной, хотя, по-видимому, еще имеются возможности для сокращения времени вычислений за счет усовершенствования [c.127]

Функция Грина (3.120) не только обладает свойством гладкого убывания до нуля при приближении к своему фронту, но, с учетом (3.113), дает возможность для достаточно удобного теоретического и численного исследования решений уравнения (3.33) или (3.38) при постановке различных начальных и граничных задач. Интегральное представление (3.120) совместно с (3.113) является математически точным представлением рещения фундаментальной задачи Коши (3.78)-(3.79) для этих уравнений, поэтому вопрос о математической точности этих выражений не стоит, а точность и скорость численных вычислений по этим формулам определяется только точностью и скоростью примененного метода численного интегрирования. Вопрос о границах применимости самого уравнения (3.33) для описания физических процессов, определяется наличием у физических систем фрактальных стохастических самоподобных свойств, границы диапазона масштабов самоподобия которых достаточно широко охватывают, например, полосу длин волн в спектре переходных волн, распространение которых мы описываем с помощью этого уравнения. В случае если спектр переходных волн приближается (или переходит) к нижней или верхней границам диапазона масштабов самоподобия фрактальной структуры, определяющей закон дисперсии волн данного типа в рассматриваемой системе, следует перейти к использованию других моделей описания этого процесса, в частности, можно воспользоваться другими уравнениями, из предложенных в Главе 1 данной части книги. [c.173]

В этой главе приводятся вывод соотношений МГЭ и его применение для численного решения двумерных задач теории упругости в случае малых деформаций. Большая часть представленных в данной главе теоретических выводов была получена в гл. 2 и 3. Вывод соотношений метода граничных элементов для задач теории упругости близко связан с аналогичным выводом теории потенциала [I, 2]. Однако результирующие интегральные уравнения в теории упругости выражаются системой векторных уравнений в отличие от интегральных уравнений теории потенциала, являющихся скалярными. Поэтому и сингулярные решения в теории упругости оказываются более сложными, чем в теории потенциала. Для их краткого и удобного введения мы будем пользоваться системой индексных обозначений. Читателю, не знакомому с этими обозначениями, рекомендуется прочитать приложение А, где приводятся необходимые пояснения. [c.100]

Таким образом, применение рассматриваемого метода приводит к решению граничных задач для полупространства при помощи преобразования Ханкеля. Это преобразование можно было бы ввести и непосредственно, не используя представления в аналитических функциях. Теория вопроса и многочисленные примеры применения интегральных преобразований рассмотрены, например, в монографии Я. С. Уфлянда [154]. [c.131]

Применение граничных интегральных представлений упругих полей обсуждается в разделе, где дапо регпепие проблемы нахождения асимптотики дальнего поля в теле с дефектом. Эта проблема в некотором смысле противоположна проблеме оценки концентрации напряжений, поскольку интерес представляет пе локальное поле вблизи дефекта, а асимптотика упругого поля па значительном удалении от области концентрации напряжений. [c.11]

Предлагаемая вниманию читателей книга освещает различные методы решения задач механики деформируемого твердого тела. Для иллюстрации возможностей методов выбраны задачи статики, динамики и устойчивости стержневых и пластинчатых систем, т.е. задачи сопротивления материалов, строительной механики и теории упругости, имеющих важное практическое и методологическое значения. Каждая задача механики деформируемого твердого тела содержит в себе три стороны 1. Статическая - рассматривает равновесие тела или конструкпди 2. Геометрическая - рассматривает связь между перемещениями и деформациями точек тела 3. Физическая -описывает связь между деформациями и напряжениями. Объединение этих сторон позволяет составить дифференциальное уравнение задачи. Далее нужно применить методы математики, которые разделяются на аналитические и численные. Большим преимуществом аналитических методов является то, что мы имеем точный и достоверный результат решения задачи. Применение численных методов приводит к получению просто результата и нужно еще доказывать его достоверность и оценивать величину погрепшости. К сожалению, до настоящего времени получено весьма мало точных аналитических решений задач механики деформируемого твердого тела и других наук. Поэтому приходится применять численные методы. Наличие весьма мощной компьютерной техники и развитого программного обеспечения практически обеспечивает решение любой задачи любой науки. В этой связи большую популярность и распространение приобрел универсальный численный метод конечных элементов (МКЭ). Применительно к стержневым системам алгоритм МКЭ в форме метода перемещений представлен во 2, 3 и 4 главах книги. Больпшми возможностями обладает также универсальный численный метод конечных разностей (МКР), который начал развиваться раньше МКЭ. Оба этих метода по праву занимают ведущие места в арсенале исследований. Большой опыт их применения выявил как преимущества, так и очевидные недостатки. Например, МКР обладает недостаточной устойчивостью численных операций, что сказывается на точности результатов при некоторых краевых условиях. МКЭ хуже, чем хотелось бы, решает задачи на определение спектров частот собственных колебаний и критических сил потери устойчивости. Эти и другие недостатки различных методов способствовали созданию и бурному развитию принццпиально нового метода решения дифференциальных уравнений задач механики и других наук. Метод получил название метод граничных элементов (МГЭ). В отличии от МКР, где используется конечно-разностная аппроксимация дифференциальных операторов, в МГЭ основой являются интегральное уравнение задачи и его фундаментальные решения. В отличие от МКЭ, где вся область объекта разбивается на конечные элементы, в МГЭ дискретизации подлежит лишь граница объекта. На границе объекта из системы линейных алгебраических уравнений определяются необходимые параметры, а состояние во [c.6]

При построении интегральных уравнений для полосы с разрезами методом суперпозиций можно воспользоваться интегральнымн представлениями комплексных потенциалов напряжений (1.147) и известными решениями (см., например, 1243J) основных граничных задач для полосы. Однако более удобен подход, примененный выше в аналогичных задачах для полуплоскости. В дальнейшем ограничимся случаем первой основной задачи, когда на берегах разрезов заданы самоуравновешенные нагрузки. [c.131]

Обзор решений основных граничных задач для многосвязных областей методами интегральных уравнений содержится в работах 1102, 167, 2651. Предложенный в данной работе (см. также [2111) подход к реше1шю таких задач впервые был применен Ларднером 13651 при рассмотрении односвяз1юй области, нагруженной на границе самоуравновешенными усилиями. При этом как для внутренней, так и для внешней области использовались представления типа (V.1) (без дополнительных слагаемых). Разрешимость полученного сингулярного интегрального уравнения не исследовалась. Отметим также работы 1421—423], в которых построены сингулярные [c.152]

В работе Хантера [71] решена двумерная задача о качении жесткого цилиндра с постоянной скоростью по вязкоупругому полупространству, причем рассмотрен случай, когда можно пренебречь инерционными силами. Исследование выполнено в рамках линейной теории, деформации считаются малыми, и граничные условия на поверхности относятся к недеформированному состоянию среды. Подход, примененный в работе, заключался в представлений нормальной составляющей поверхностного смещения в виде интеграла от существующего решения задачи о движении распределенной линейной нагрузки, что привело к сингулярному интегральному уравнению отцосительно искомой функции поверхностного давления (вязкоупругий аналог формулы Буссинеска). Решение задачи осуществлялось путем эквивалентного преобразования интегрального уравнения в уравнение с обычным логарифмическим ядром относительно дифференциального оператора давления. Замкнутый вид решения был получен для материала, физические свойства которого описываются одной функцией ползучести и одним временем ретордации. Однако при обобщении результатов этого исследования и распространении их на более общий случай вязкоупругого тела, у которого ползучесть характеризуется конечным числом времен релаксации, метод при- [c.401]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...