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《无网格方法在空气动力学中的应用及前沿进展》专栏征稿
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作者 《空气动力学学报》编辑部 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第1期131-132,共2页
随着航空航天技术的快速发展,传统基于网格的计算方法在处理极端力学条件下的复杂气动问题时日益显现其局限性。无网格方法在处理网格再生、复杂几何形状、自由表面流动、大规模并行计算等方面具有明显优势。本专栏聚焦无网格方法在空... 随着航空航天技术的快速发展,传统基于网格的计算方法在处理极端力学条件下的复杂气动问题时日益显现其局限性。无网格方法在处理网格再生、复杂几何形状、自由表面流动、大规模并行计算等方面具有明显优势。本专栏聚焦无网格方法在空气动力学领域的最新研究进展与创新应用,内容涵盖四大核心方向:1.无网格方法的理论基础与算法改进:探讨光滑粒子流体动力学(SPH)、移动粒子半隐式法(MPS)、格子玻尔兹曼方法(LBM)、物质点法(MPM)、近场动力学方法(Peridynamics)等典型无网格方法的数值稳定性提升策略和高阶精度算法改进。 展开更多
关键词 无网格方法 算法改进 空气动力学 航空航天技术 物质点法 数值稳定性 提升策略 大规模并行计算
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基于流形覆盖思想的无网格方法的研究 被引量:18
2
作者 刘欣 朱德懋 +1 位作者 陆明万 张雄 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期21-27,共7页
:本文基于流形思想 ,利用有限覆盖 ,单位分解等概念 ,引入建立在覆盖上的覆盖函数和具有紧支撑特性的单位分解函数 ,建立场量逼近的近似表达。由弱形式的 Galerkin变分得到数值分析模型 ,结合边界条件用于边值问题的求解。由此建立了一... :本文基于流形思想 ,利用有限覆盖 ,单位分解等概念 ,引入建立在覆盖上的覆盖函数和具有紧支撑特性的单位分解函数 ,建立场量逼近的近似表达。由弱形式的 Galerkin变分得到数值分析模型 ,结合边界条件用于边值问题的求解。由此建立了一类新的无网格数值方法。论文采用这种方法分析了平面弹性问题。分析了体积闭锁现象 ,h、p型收敛性等。提出了一种选择覆盖大小的方案 ,且对狭长域采用了椭圆覆盖形式 。 展开更多
关键词 无网格方法 有限覆盖 单位分解 收敛性
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平面裂纹问题的h,p,hp型自适应无网格方法的研究 被引量:22
3
作者 刘欣 朱德懋 +1 位作者 陆明万 张雄 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期308-318,共11页
无网格方法以其独特的优点:不需“网格”(即节点间的连接信息)划分,特别适合自适应的分析.在分析中只需在高梯度域简单地插入离散点(h型)或保持模型节点数、分布、覆盖大小均不变,只增加高误差覆盖上的覆盖函数的多项式阶次(... 无网格方法以其独特的优点:不需“网格”(即节点间的连接信息)划分,特别适合自适应的分析.在分析中只需在高梯度域简单地插入离散点(h型)或保持模型节点数、分布、覆盖大小均不变,只增加高误差覆盖上的覆盖函数的多项式阶次(p型),便可以得到更高精度的数值模型.针对平面弹性问题发展和推导一种显式后验误差指示公式,对平面裂纹实例进行了h型,p型,hp型三种不同类型的无网格自适应分析.数值分析结果表明了这种自适应无网格方法的有效性. 展开更多
关键词 无网格方法 自适应 后验误差估计 平面裂纹
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无网格方法求解稳定渗流问题 被引量:21
4
作者 曾清红 卢德唐 +1 位作者 齐岩 蒋远林 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期440-445,共6页
使用无单元伽辽金 (EFG)方法求解圆形油藏中心井和矩形油藏裂缝井两种稳定渗流模型。在中心井模型计算过程中 ,观察到采用对数等分布置节点是最有效的 ;计算结果与理论解和有限元解相比较 ,表明无网格方法是一种比有限元更为精确的方法... 使用无单元伽辽金 (EFG)方法求解圆形油藏中心井和矩形油藏裂缝井两种稳定渗流模型。在中心井模型计算过程中 ,观察到采用对数等分布置节点是最有效的 ;计算结果与理论解和有限元解相比较 ,表明无网格方法是一种比有限元更为精确的方法。裂缝井模型通过在初始节点基础之上加密节点 ,获得了比较好的结果 。 展开更多
关键词 无网格方法 稳定渗流问题 无单元伽辽金方法 中心井模型 权函数 移动最小二乘近似
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基于核重构思想的最小二乘配点型无网格方法 被引量:12
5
作者 史宝军 袁明武 李君 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期697-706,共10页
介绍重构核点法的基本原理和近似函数的构造方法,并基于核重构思想,应用配点法和最小二乘原理,离散微分方程,建立求解的代数方程,提出了一种基于核重构思想的最小二乘配点型无网格方法.与一般配点法相比,该方法的系数矩阵是有对称正定的... 介绍重构核点法的基本原理和近似函数的构造方法,并基于核重构思想,应用配点法和最小二乘原理,离散微分方程,建立求解的代数方程,提出了一种基于核重构思想的最小二乘配点型无网格方法.与一般配点法相比,该方法的系数矩阵是有对称正定的,计算精度高,稳定性好.该方法的实施不需要背景网格,不需要进行高斯积分,与Galerkin法相比,具有计算量小、边界条件处理简单的特点,是一种真正的无网格法.对该方法构造过程中的近似函数及其导数的计算、修正函数的计算及方法的实现等问题进行了探讨.文中结合若干典型算例,检验了该方法的有效性. 展开更多
关键词 无网格方法 配点法 高斯积分 构造过程 系数矩阵 近似函数 正定 重构 最小二乘 修正函数
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无网格方法及其在体积成形中的应用 被引量:17
6
作者 娄路亮 曾攀 方刚 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 2001年第3期1-5,共5页
应用有限元模拟体积成形时 ,由于坯料变形很大导致网格畸变 ,使得解题效率和计算精度大大降低。作为一种新兴的数值计算方法 ,无网格计算只需将求解域离散为独立的节点 ,因此适用于分析大变形问题 ,位移场利用节点值通过函数拟合得到 ,... 应用有限元模拟体积成形时 ,由于坯料变形很大导致网格畸变 ,使得解题效率和计算精度大大降低。作为一种新兴的数值计算方法 ,无网格计算只需将求解域离散为独立的节点 ,因此适用于分析大变形问题 ,位移场利用节点值通过函数拟合得到 ,可以保证在整个求解域内连续 ,同时后处理计算具有简单和精度高的优点。本文简要介绍无网格方法的基本原理 ,包括位移场的逼近、泛函的积分及边界条件的处理 ,最后分析了圆柱体镦粗过程 。 展开更多
关键词 无网格方法 体积成形 圆柱体 镦粗 金属加工
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单向轴压条件下内置椭圆三维裂纹扩展无网格方法的研究 被引量:7
7
作者 张敦福 张波 +3 位作者 王卫东 黄盛华 李术才 朱维申 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期483-489,550,共7页
根据三维裂纹前沿局部坐标系中主法平面内的周向应力计算公式,可以确定主法平面内的最大周向应力σθ,并由最大周向拉应力裂纹破裂准则确定裂隙岩体的破裂载荷和裂纹的破裂方向以及破裂步长。在三维无网格方法的节点的影响域中,选择合... 根据三维裂纹前沿局部坐标系中主法平面内的周向应力计算公式,可以确定主法平面内的最大周向应力σθ,并由最大周向拉应力裂纹破裂准则确定裂隙岩体的破裂载荷和裂纹的破裂方向以及破裂步长。在三维无网格方法的节点的影响域中,选择合适的节点密度,以确保计算精度,并对单向轴压条件下内置三维裂纹扩展进行了数值模拟研究。根据数值计算结果,分析了破裂载荷、裂纹扩展角和扩展步长,揭示了内置三维裂纹的破裂过程,结合插值法清楚地展示了三维裂纹的破裂曲面形态。研究结果表明,针对三维裂纹破裂过程和破裂曲面形态无网格方法数值计算结果与FLAC-3D计算结果和试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 单向轴压 内置三维裂纹 数值模拟 三维无网格方法 破裂过程和破裂形态
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无网格方法在流动和传热问题中的应用 被引量:9
8
作者 陶文铨 吴学红 戴艳俊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期1-8,共8页
综述了无网格方法在导热、辐射、对流扩散及不可压缩流动问题数值计算中的应用。给出不可压缩流动问题对流项的处理方法。简要介绍笔者对传热与流动问题的计算结果,研究结果表明:与有限容积法相比,无网格方法在计算不规则区域导热问题... 综述了无网格方法在导热、辐射、对流扩散及不可压缩流动问题数值计算中的应用。给出不可压缩流动问题对流项的处理方法。简要介绍笔者对传热与流动问题的计算结果,研究结果表明:与有限容积法相比,无网格方法在计算不规则区域导热问题时有更高的计算精度,但它需要更多的计算时间;同时,无网格方法在计算不可压缩流动问题时还不成熟和完善,特别在计算对流项占优流动问题时,需要构建更好的对流项格式去提高计算的精度,同时压力项也需要特别处理以克服振荡压力场的产生。 展开更多
关键词 无网格方法 导热 辐射 对流-扩散 不可压缩流动 迎风格式
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金属体积成形过程的自适应无网格方法 被引量:6
9
作者 干年妃 李光耀 +1 位作者 钟志华 韩利芬 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第24期2612-2617,共6页
采用动态显式自适应无网格RKPM方法的计算格式,在有效误差估计模型的基础上进行节点加密,采用区域分解思想确定新的计算模型中节点的影响域半径,对金属体积成形过程进行了全过程的计算机模拟。Taylor Bar冲击的自适应无网格计算结果与... 采用动态显式自适应无网格RKPM方法的计算格式,在有效误差估计模型的基础上进行节点加密,采用区域分解思想确定新的计算模型中节点的影响域半径,对金属体积成形过程进行了全过程的计算机模拟。Taylor Bar冲击的自适应无网格计算结果与实验结果吻合良好,有效地验证了该方法的正确性和可行性。挤压算例的计算结果也表明该算法能提高计算精度和改善板内应变能误差。 展开更多
关键词 金属体积成形 自适应无网格方法 误差估计 节点加密 影响域半径
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影响无网格方法求解精度的因素分析 被引量:19
10
作者 娄路亮 曾攀 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期313-319,共7页
基于移动最小二乘法的无网格方法的计算精度除受到节点的分布密度和基底函数的阶次影响外,还受到其它因素的影响,其中权函数的选取、权函数影响域的大小及位移边界条件的引入对计算精度影响较大。本文分析了几种常用权函数在数值计算时... 基于移动最小二乘法的无网格方法的计算精度除受到节点的分布密度和基底函数的阶次影响外,还受到其它因素的影响,其中权函数的选取、权函数影响域的大小及位移边界条件的引入对计算精度影响较大。本文分析了几种常用权函数在数值计算时的特点,包括计算精度、收敛情况、计算效率等,同时分析了影响域大小及边界条件的引入对计算精度的影响。通过分析给出了确定权函数及其影响域大小的方法。当受约束的自由度较多时,通过配点法引入位移边界条件会引起计算结果的振荡,通过施加稳定项可以消除振荡现象,通过对带孔方板的受力分析证明了其可行性。应用以上结论对J23-10曲柄压力机机身进行了受力分析,应力集中部位的计算结果得到了较高的精度。 展开更多
关键词 无网格方法 影响因素 权函数 计算精度 移动最小二乘法 分布密度 基底函数 计算力学
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基于核重构思想的配点型无网格方法的研究——一维问题 被引量:4
11
作者 史宝军 袁明武 +1 位作者 孙树立 陈斌 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期97-103,共7页
无网格方法按其离散原理可分为Galerkin型、配点型等。其中Galerkin型无网格方法的实施需要背景网格,不属于真正的无网格法;配点型无网格方法的实施不需要背景网格,是真正的无网格法。本文首先介绍了重构核点法的基本原理,然后基于核重... 无网格方法按其离散原理可分为Galerkin型、配点型等。其中Galerkin型无网格方法的实施需要背景网格,不属于真正的无网格法;配点型无网格方法的实施不需要背景网格,是真正的无网格法。本文首先介绍了重构核点法的基本原理,然后基于核重构思想,与配点法相结合,以一维问题为例,研究了配点型无网格方法,对该方法构造过程中的近似函数及其导数的计算、修正函数的计算及方法的实现等问题进行了探讨。并结合若干典型算例,检验了其计算精度与收敛姓。 展开更多
关键词 无网格方法 重构核点法 配点法 离散原理 数值近似 修正函数 近似函数 计算精度
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一种基于颗粒接触的二维无网格方法及其在高速冲击模拟中的应用 被引量:6
12
作者 冯春 李世海 刘晓宇 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期292-299,共8页
为解决基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)在高速冲击模拟中因网格畸变导致的系统能量发散问题,提出了一种基于颗粒接触的二维无网格方法(PCMM)。该方法基于颗粒间复杂丰富的接触信息构建三角形单元,通过接触对的演化更新实现旧单... 为解决基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)在高速冲击模拟中因网格畸变导致的系统能量发散问题,提出了一种基于颗粒接触的二维无网格方法(PCMM)。该方法基于颗粒间复杂丰富的接触信息构建三角形单元,通过接触对的演化更新实现旧单元(满足删除条件的单元)的删除及新单元(满足创建条件的单元)的重建,通过在单元内引入流体弹塑性模型实现高速冲击问题的模拟。给出了三角形单元创建的3个必备条件:组成单元的3个颗粒必须彼此接触,任意一个内角必须在30°~150°之间,任意一条边长必须大于平均半径的0.5倍。弹性杆撞击、泰勒杆、碎片云、子弹入射靶板等算例的结果表明了PCMM方法在模拟高速冲击问题方面的正确性及合理性。 展开更多
关键词 爆炸力学 无网格方法 颗粒接触 高速冲击 CDEM 流体弹塑性模型 碎片云
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三维最小二乘无网格方法精度与误差分析 被引量:4
13
作者 马新建 谭俊杰 +2 位作者 蔡晓伟 周志超 王芳 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期492-498,共7页
为了得到最小二乘无网格方法在求解三维Euler方程时的计算精度及其应用于三维流场求解的准确性,通过数学方法对该无网格方法在正交等间距离散点分布情况下的计算精度进行了论证,给出了基于正交等间距和非正交均匀布点的4个三维验证算例... 为了得到最小二乘无网格方法在求解三维Euler方程时的计算精度及其应用于三维流场求解的准确性,通过数学方法对该无网格方法在正交等间距离散点分布情况下的计算精度进行了论证,给出了基于正交等间距和非正交均匀布点的4个三维验证算例。并将该文计算结果与其他网格方法得到的计算结果和理论结果进行了比较,两种方法得到的计算结果吻合较好,与理论结果的误差在合理范围以内。结果表明将最小二乘无网格方法应用于三维流场的求解是完全可行的。 展开更多
关键词 三维 最小二乘法 无网格方法 超声速流场
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一种应变重构点插值无网格方法(SC-PIM) 被引量:4
14
作者 徐旭 周敏敏 +1 位作者 于东元 盛夏 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期969-972,共4页
将有限元法(FEM)和基于节点的光滑点插值方法(NS-PIM)相结合,提出一种应变重构点插值无网格方法(SC-PIM).通过引入可调参数,假设应变场为协调应变和光滑应变的线性组合,讨论了SC-PIM的收敛性、上下界特性及超收敛性.
关键词 无网格方法 有限元法 点插值方法 超收敛性
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带源参数的二维热传导反问题的无网格方法 被引量:10
15
作者 程荣军 程玉民 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期843-847,共5页
利用无网格有限点法求解带源参数的二维热传导反问题,推导了相应的离散方程.与其它基于网格的方法相比,有限点法采用移动最小二乘法构造形函数,只需要节点信息,不需要划分网格,用配点法离散控制方程,可以直接施加边界条件,不需要在区域... 利用无网格有限点法求解带源参数的二维热传导反问题,推导了相应的离散方程.与其它基于网格的方法相比,有限点法采用移动最小二乘法构造形函数,只需要节点信息,不需要划分网格,用配点法离散控制方程,可以直接施加边界条件,不需要在区域内部求积分.用有限点法求解二维热传导反问题具有数值实现简单、计算量小、可以任意布置节点等优点.最后通过算例验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 无网格方法 有限点法 移动最小二乘法 热传导反问题 源参数
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岩土体渗流自由面问题的重心插值无网格方法 被引量:4
16
作者 李树忱 王兆清 袁超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1867-1873,共7页
岩土体的渗透破坏、地下工程的防渗设计等无不与渗流计算有关。针对渗流自由面问题,提出一种重心拉格朗日插值的配点型无网格方法。由于渗流自由面问题的求解区域是不规则区域,该方法通过将不规则求解区域嵌入一个正则矩形区域,在正则... 岩土体的渗透破坏、地下工程的防渗设计等无不与渗流计算有关。针对渗流自由面问题,提出一种重心拉格朗日插值的配点型无网格方法。由于渗流自由面问题的求解区域是不规则区域,该方法通过将不规则求解区域嵌入一个正则矩形区域,在正则区域上采用重心拉格朗日插值近似未知函数,利用配点法离散渗流问题的控制方程,将重心拉格朗日插值的微分矩阵离散成代数方程表达的矩阵形式。将自由面上的边界条件通过重心拉格朗日插值离散,通过置换方程法和附加方程法施加边界条件,利用正则区域上的重心插值配点法,通过迭代确定最终自由面的位置。数值算例表明所提出的无网格方法对于求解渗流自由面问题的正确性和高精度。 展开更多
关键词 渗流自由面问题 无网格方法 重心拉格朗日插值 微分矩阵 配点法 正则区域法
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一种新的无网格方法与有限元耦合法 被引量:8
17
作者 李九红 程玉民 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期1035-1043,共9页
本文分析了Belytschko和Huerta提出的无网格方法和有限元耦合法各自存在的问题,提出了一种新的无网格方法与有限元耦合法。Belytschko提出的方法的缺点是,无网格方法子域和有限元法子域的界面必须是规则的,交界域内有限元不能随意划分,... 本文分析了Belytschko和Huerta提出的无网格方法和有限元耦合法各自存在的问题,提出了一种新的无网格方法与有限元耦合法。Belytschko提出的方法的缺点是,无网格方法子域和有限元法子域的界面必须是规则的,交界域内有限元不能随意划分,交界域内无网格方法的节点也不能随意分布。Huerta提出的方法的缺点是对交界域内无网格方法的节点影响域可能无法覆盖交界域。本文提出的无网格方法与有限元耦合法解决了以上两种方法存在的问题,并保留了无网格方法随意配点的优点、交界面可以不规则、提高了无网格子域内的求解精度,从而提高问题的整体求解精度。然后,建立了弹性力学的无网格方法与有限元法的耦合法。最后给出了数值算例。 展开更多
关键词 无网格方法 有限元法 耦合法 移动最小二乘法 弹性力学
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刚塑性无网格方法中精度影响因素的研究 被引量:3
18
作者 赵国群 吴欣 管延锦 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期13-18,共6页
将无网格方法引入金属塑性成形过程分析,基于刚塑性材料假设,采用移动最小二乘法对速度场进行逼近,利用变换法施加本质边界条件,实现了金属塑性成形过程的无网格方法模拟。在此基础上,结合典型锻造过程分析实例,重点研究了应用无网格方... 将无网格方法引入金属塑性成形过程分析,基于刚塑性材料假设,采用移动最小二乘法对速度场进行逼近,利用变换法施加本质边界条件,实现了金属塑性成形过程的无网格方法模拟。在此基础上,结合典型锻造过程分析实例,重点研究了应用无网格方法分析金属塑性成形问题时,诸如:基函数、正交化与否、权函数、权函数影响域大小、积分方案、高斯积分阶次、节点分布密度以及针对体积闭锁问题而提出的体积应变率映射方法等对于模拟精度和效率的影响规律,给出了提高无网格模拟精度和效率的影响因素的选择方法。 展开更多
关键词 刚塑性 无网格方法 金属成形 精度
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基于无网格方法的膛口二次焰数值研究 被引量:2
19
作者 吴伟 许厚谦 +1 位作者 王亮 薛锐 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1991-1997,共7页
基于最小二乘无网格方法,对包含高速运动弹丸的膛口二次焰流场进行了数值研究。流场采用含化学反应源项的任意拉格朗日-欧拉方程描述,对流项和反应源项采用多组分HLLC格式和有限速率反应模型计算,对于弹丸运动造成的点云畸形采用局部重... 基于最小二乘无网格方法,对包含高速运动弹丸的膛口二次焰流场进行了数值研究。流场采用含化学反应源项的任意拉格朗日-欧拉方程描述,对流项和反应源项采用多组分HLLC格式和有限速率反应模型计算,对于弹丸运动造成的点云畸形采用局部重构方法处理。对发射药中不添加/添加消焰剂以及不同膛口压力条件下的全流场进行数值计算。计算阴影图与实验照片吻合较好,并且计算结果表明:添加2%钾盐消焰剂或降低膛口压力30%可有效抑制膛口二次焰。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 无网格方法 非平衡反应流 动态点云 膛口流场
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无网格方法中本质边界条件实施研究进展 被引量:3
20
作者 黄志强 聂玉峰 +1 位作者 孟卓 樊祥阔 《科学技术与工程》 2007年第4期433-436,共4页
无网格方法采用基于节点的近似,由移动最小二乘法拟合函数,从而摆脱了网格生成的困难,但本质边界条件的实施成为无网格方法中的难点之一。文中首先简要阐述了无网格方法,详细地介绍了无网格方法中各种本质边界条件处理的方法和研究进展... 无网格方法采用基于节点的近似,由移动最小二乘法拟合函数,从而摆脱了网格生成的困难,但本质边界条件的实施成为无网格方法中的难点之一。文中首先简要阐述了无网格方法,详细地介绍了无网格方法中各种本质边界条件处理的方法和研究进展,并分析比较了各自的优缺点。 展开更多
关键词 无网格方法 本质边界 移动最小二乘法 形函数
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