基于有限元的区域分解方法在永磁聚焦系统仿真中的应用 被引量：1

1

作者 谢鹏 徐立 +2 位作者 尹俊辉 杨中海 李斌 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期488-494,共7页

随着计算机技术以及并行求解技术的发展,区域分解方法越来越多地应用于计算电磁学的各个领域。针对微波管中的永磁聚焦系统仿真,该文提出一种基于有限元的非重叠区域分解方法,其引入一种新型传输条件,并采用内罚的方式推导出有限元弱形... 随着计算机技术以及并行求解技术的发展,区域分解方法越来越多地应用于计算电磁学的各个领域。针对微波管中的永磁聚焦系统仿真,该文提出一种基于有限元的非重叠区域分解方法,其引入一种新型传输条件,并采用内罚的方式推导出有限元弱形式。该区域分解法的最大优势是不需要引入多余的未知量,并且最终集成的有限元矩阵满足对称正定性,适合采用预处理共轭梯度法进行矩阵方程的求解。该文仿真了多个微波管永磁聚焦系统,并与商业软件Maxwell进行了详细的对比,结果表明所提出的区域分解方法和Maxwell精度相当,却拥有着更加优越的计算性能。 展开更多

关键词 微波管 永磁聚焦系统 区域分解法 有限元 传输条件

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种分析准周期结构散射问题的有限元区域分解算法 被引量：1

2

作者 丁大志 宛汀 +2 位作者 甘辉 樊振宏 陈如山 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期735-741,共7页

采用区域分解法和矢量有限元法相结合分析准周期性结构的散射问题。将整个计算区域分成若干个非重叠的子区域,各子域形成自己的有限元线性系统;在子域交界面上引入罗宾传输条件来保证相邻子域的场连续性;通过高斯消去法把求解各子域内... 采用区域分解法和矢量有限元法相结合分析准周期性结构的散射问题。将整个计算区域分成若干个非重叠的子区域,各子域形成自己的有限元线性系统;在子域交界面上引入罗宾传输条件来保证相邻子域的场连续性;通过高斯消去法把求解各子域内部未知量的问题转化为求解交界面上未知量的问题,从而降低计算复杂度。对于一些准周期性结构,利用子结构的几何重复性,能够让电大尺寸问题的求解更加快捷。给出的数值算例证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 区域分解法 矢量有限元法 电磁散射 准周期结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

卫星目标电磁散射的高效区域分解边界积分法

3

作者 辛熙敏 高红伟 +2 位作者 鲁帆 马炳 盛新庆 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期218-226,共9页

近年来,严峻的空天安全问题致使卫星的电磁散射特性分析与控制倍受关注.典型卫星主要由主体、太阳翼和多用途天线等部件组成,呈现多尺度的几何特性,给电磁建模技术带来了挑战.面向卫星的电磁散射特性分析,本文采用不连续伽辽金区域分解... 近年来,严峻的空天安全问题致使卫星的电磁散射特性分析与控制倍受关注.典型卫星主要由主体、太阳翼和多用途天线等部件组成,呈现多尺度的几何特性,给电磁建模技术带来了挑战.面向卫星的电磁散射特性分析,本文采用不连续伽辽金区域分解积分方程(discontinuous Galerkin domain decomposition method of integral equation,DG-DDM-IE)方法构建准确且灵活的计算模型,并基于以往对角区域块(diagonal domain block,DDB)预条件和稀疏近似逆(sparse approximate inverse,SAI)预条件的数值性能研究结果,针对多尺度情况提出一种经济高效的混合型预条件以提高DG-DDM-IE方法的计算能力.复杂多尺度卫星目标数值实验证明,该DG-DDM-IE方法在消耗较少内存的条件下仍保证良好的收敛性和可扩展性. 展开更多

关键词 卫星 多尺度 边界积分方法 区域分解 预条件 电磁散射

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种有限元-边界元耦合分域算法 被引量：1

4

作者 严波 杜鹃 +1 位作者 胡宁 关根英树 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第4期463-469,共7页

提出了一种有限元_边界元耦合分域算法.该算法将所分析问题的区域分解成有限元和边界元子域,在满足两子域界面上位移和面力协调连续的条件下,通过迭代求解得到问题的解.在迭代求解过程中,引入动态松弛系数,使收敛得以加速.该方法在两子... 提出了一种有限元_边界元耦合分域算法.该算法将所分析问题的区域分解成有限元和边界元子域,在满足两子域界面上位移和面力协调连续的条件下,通过迭代求解得到问题的解.在迭代求解过程中,引入动态松弛系数,使收敛得以加速.该方法在两子域界面上有限单元结点和边界单元结点的位置相互独立,无需协调一致,对诸如裂纹扩展过程的模拟具有独特的优势.用所提出的耦合算法分析算例,得到的结果与有限元法、边界元法和另一种耦合算法的数值计算结果一致,验证了这种算法的正确性和可行性. 展开更多

关键词 有限元 边界元 耦合算法 区域分解

在线阅读 下载PDF 职称材料

边界元区域积分奇异性的半解析处理法 被引量：1

5

作者 许晶月 杜善义 孟庆元 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第2期97-103,共7页

本文提出一种处理二维弹塑性边界元区域奇异积分的半解析方法。首先通过三角极坐标变换降低奇异阶数,对八节点等参元,可利用其形状函数和基本解的特点消除强奇异性。最终得到的计算式简明易于程序实现,算例结果表明了该方法的有效性。

关键词 边界元 弹塑性 区域积分 半解析法

在线阅读 下载PDF 职称材料

求解具有长条型内边界的外问题的一种重叠型区域分解算法 被引量：8

6

作者 邬吉明 《工程数学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期123-126,共4页

以二维调和方程外问题为例 ,提出一种带椭圆型人工边界的重叠型区域分解算法。理论分析及数值实验表明 ,用该方法求解带长条型内边界的外问题是十分有效的。

关键词 椭圆型人工边界 区域分解算法 调和外问题 Schwarz交替算法 Poisson积分公式 重叠型 调和方程

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于分解法的最大熵随机有限元法 被引量：1

7

作者 李金平 陈建军 +1 位作者 黄白 朱增青 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期99-104,共6页

提出了一种新的基于分解法的最大熵随机有限元方法,利用单变量分解将多维随机响应函数表述为单维随机响应函数的组合形式,从而将求解随机结构响应统计矩的多维积分表达式转化为单维积分式,对单维积分采用高斯-埃尔米特积分格式求解。在... 提出了一种新的基于分解法的最大熵随机有限元方法,利用单变量分解将多维随机响应函数表述为单维随机响应函数的组合形式,从而将求解随机结构响应统计矩的多维积分表达式转化为单维积分式,对单维积分采用高斯-埃尔米特积分格式求解。在获得结构响应的统计矩之后,利用最大熵原理求得结构响应的概率密度函数解析表达式。该法不涉及求导运算,对于非线性随机问题非常适用。算例结果表明,该方法具有较好的精度与计算效率。 展开更多

关键词 随机结构 分解法 最大熵原理 统计矩 Gauss-Hermite积分 随机有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于自然边界归化的半无界区域上非重叠型区域分解算法 被引量：3

8

作者 刘敬刚 《保定学院学报》 2008年第2期11-13,共3页

基于半平面上的自然边界归化理论,给出一类带凹槽的半无界区域上椭圆型方程边值问题的非重叠型区域分解算法.证明算法具有与有限元剖分网格参数无关的收敛性,适当选取松弛因子,算法是几何收敛的,同时给出松弛因子的一般取值.

关键词 自然边界归化 椭圆型边值问题 非重叠型区域分解法

在线阅读 下载PDF 职称材料

金属散射问题的积分方程区域分解法 被引量：1

9

作者 刘倩 董炀 《电子科技》 2013年第10期22-24,共3页

研究了区域分解法在求解金属散射体的积分方程时的应用。积分算法可以精确地求解各种电磁场问题,但因为受限于格林函数,需要求解较为复杂的矩阵。区域分解法是一种迭代算法,把原来较大的求解区域划分成若干个相对独立的子区域,将原问题... 研究了区域分解法在求解金属散射体的积分方程时的应用。积分算法可以精确地求解各种电磁场问题,但因为受限于格林函数,需要求解较为复杂的矩阵。区域分解法是一种迭代算法,把原来较大的求解区域划分成若干个相对独立的子区域,将原问题的求解转化为在各子区域上分别进行求解,并利用某种数据交换条件在子区域之间传递信息,最后得到原电大区域上的解。由于每个子区域相互独立并且单独划分网格,区域分解法更加适合解决多尺度的电磁散射问题。最后通过与商业软件的对比验证了算法的正确性。 展开更多

关键词 积分方程法 区域分解法 多尺度平台

在线阅读 下载PDF 职称材料

地下水渗流的边界元非重叠区域分解算法

10

作者 田玲玲 祝家麟 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2015年第3期556-559,共4页

用Green公式和基本解推导得出直接边界积分方程来求解渗流问题.经边界元离散后,通过求解线性方程组和计算解的离散积分表达式得原问题的数值解.区域分解算法将大型问题分解为小型问题﹑复杂边值问题分解为简单边值问题﹑允许并行计算,... 用Green公式和基本解推导得出直接边界积分方程来求解渗流问题.经边界元离散后,通过求解线性方程组和计算解的离散积分表达式得原问题的数值解.区域分解算法将大型问题分解为小型问题﹑复杂边值问题分解为简单边值问题﹑允许并行计算,此方法愈来愈受到重视.而非重叠性区域分解算法的优点是仅在边界上交换数据,避免了重叠性区域分解算法必须在公共区域计算若干公共点的值,减少了计算量,与直接边界元方法得到边界物理量可以很好配合.这两种算法结合起来求解渗流问题,而且在多个区域中可以并行计算各向异性的问题,数值算例表明该方法是有效可行的. 展开更多

关键词 渗流方程 直接边界积分方程 非重叠性 区域分解算法 并行技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

结构声学耦合随机性分析的等几何有限元-边界元法研究 被引量：7

11

作者 胡昊文 王中王 +1 位作者 徐延明 陈磊磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期159-167,共9页

采用有限元法(FEM)进行水下壳结构振动响应分析,边界元法(BEM)进行结构振动声学分析;组合有限元法与边界元法构成耦合FEM-BEM方法进行水下薄壳结构声振强耦合分析。为了克服传统拉格朗日函数近似几何模型与物理场插值计算时的不连续与... 采用有限元法(FEM)进行水下壳结构振动响应分析,边界元法(BEM)进行结构振动声学分析;组合有限元法与边界元法构成耦合FEM-BEM方法进行水下薄壳结构声振强耦合分析。为了克服传统拉格朗日函数近似几何模型与物理场插值计算时的不连续与低精度问题,采用Loop细分曲面等几何法构建几何模型,并采用相同的样条函数进行物理场高阶插值计算,实现水下声振强耦合系统的CAD/CAE的集成分析。随机性分析致力于研究系统输入的不确定造成的输出不确定。蒙特卡罗模拟(MCs)因简单直接被认为是解决复杂多维不确定性问题的通用工具,然而巨大的计算成本降低了其适用性。采用本征正交分解(POD)和径向基函数(RBF)可降低计算成本,提高计算效率,实现基于MCs的快速随机性分析。考虑结构材料属性参数以及结构形状参数的不确定性对计算结果的影响,采用MCs分析随机变量下的结构声学响应的统计特征。最后通过若干算例验证该算法的正确性与有效性。 展开更多

关键词 有限元-边界元(FEM-BEM)法 细分曲面 蒙特卡罗模拟(MCs) 本征正交分解(POD) 径向基函数(RBF)

在线阅读 下载PDF 职称材料

边界无限元——半解析有限元耦合法分析核安全壳与基础相互作用问题

12

作者 王明洋 《工程兵工程学院学报》 EI 1992年第3期62-73,共12页

本文以核安全抗震分析为背景,研究 P 波,SV 波的动力作用,采用了边界无限元与半解析有限元结合的方法,利用子结构法导出壳体与介质相互作用耦合方程,在频域内求得最大响应,运用FFT 逆变换,在时域获得响应,对边界单元中的处理技术进行了... 本文以核安全抗震分析为背景,研究 P 波,SV 波的动力作用,采用了边界无限元与半解析有限元结合的方法,利用子结构法导出壳体与介质相互作用耦合方程,在频域内求得最大响应,运用FFT 逆变换,在时域获得响应,对边界单元中的处理技术进行了探讨,结果表明,精度高,计算量小。 展开更多

关键词 有限元耦合法 子结构法 半解析有限元 边界单元 最大响应 边界积分方法 耦合方程 运动方程 边界元分析 边界积分方程

在线阅读 下载PDF 职称材料

并行有限元计算中的接触算法 被引量：11

13

作者 王福军 王利萍 +1 位作者 程建钢 姚振汉 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期422-427,共6页

针对动态接触问题的有限元并行计算,提出了一种新的接触算法．新算法引入局部拉氏乘子技术来计算接触力．由于同时考虑了无穿透的接触约束条件和相邻接触对的相互影响,较之广泛使用的罚参数法,新算法使接触约束条件和系统平衡方程得到... 针对动态接触问题的有限元并行计算,提出了一种新的接触算法．新算法引入局部拉氏乘子技术来计算接触力．由于同时考虑了无穿透的接触约束条件和相邻接触对的相互影响,较之广泛使用的罚参数法,新算法使接触约束条件和系统平衡方程得到更充分的满足．虽然为提高接触计算精度而在局部采用了迭代技术,但算法仍然具有较高的效率,且与显式时间积分方案完全相容．此外,通过构造专门的区域分解方案,实现了将现有为串行程序开发的搜索算法平滑移植到并行环境的目标．数值算例表明,所提出的接触算法具有很好的并行性,在保证了接触问题并行计算精度的同时,取得了满意的并行效率． 展开更多

关键词 有限元法 并行计算 接触算法 显式时间积分 区域分解

在线阅读 下载PDF 职称材料

分析波导问题的松弛迭代区域分解法 被引量：1

14

作者 朱汉清 龙毅 +1 位作者 吴正德 K.M.Luk 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第11期1687-1691,共5页

针对基于Schwarz交替法的选代区域分解法,在分析波导问题时遇到的不收敛的困难,该文从实际场分布出发,在划分区域的虚拟边界上给出了连接子域的吸收虚拟边界条件,用以保证相邻子域间的波传播,从而构建了一种能够分析波导问题的收敛的迭... 针对基于Schwarz交替法的选代区域分解法,在分析波导问题时遇到的不收敛的困难,该文从实际场分布出发,在划分区域的虚拟边界上给出了连接子域的吸收虚拟边界条件,用以保证相邻子域间的波传播,从而构建了一种能够分析波导问题的收敛的迭代区域分解法。在此基础上进一步引入松弛算法,用于加快迭代收敛速度。数值计算结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 区域分解法 虚拟边界条件 迭代算法 松弛算法 波导问题

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种分析多目标散射问题的区域分解方法 被引量：1

15

作者 崔志伟 韩一平 于美平 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期606-609,620,共5页

提出了一种用于分析复杂多目标散射问题的区域分解方法.在该方法中,每个目标作为一个独立的计算区域采用矢量有限元方法进行分析;各个区域之间通过基于格林函数的边界积分方程进行耦合;所得到的耦合矩阵方程采用基于Foldy-Lax多径散射... 提出了一种用于分析复杂多目标散射问题的区域分解方法.在该方法中,每个目标作为一个独立的计算区域采用矢量有限元方法进行分析;各个区域之间通过基于格林函数的边界积分方程进行耦合;所得到的耦合矩阵方程采用基于Foldy-Lax多径散射方程的特征基函数方法进行求解.由于矢量有限元方法的灵活性,该区域分解方法特别适合于求解多个具有相同结构复杂目标的散射问题.数值算例验证了该方法的准确性和处理复杂多目标散射问题的能力. 展开更多

关键词 多目标 区域分解方法 有限元方法 边界积分方程 特征基函数方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

并行矢量有限元法分析新型波导侧面馈电天线 被引量：1

16

作者 彭文峰 宛汀 郭继承 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1110-1115,1128,共7页

采用并行矢量有限元区域分解法对一种新型波导侧面馈电天线进行有效的分析。计算中采用矢量棱边元消除传统节点有限元存在的伪解问题。当所分析的天线规模较大时,在普通单台计算机上采用传统有限元方法分析会面临着内存不足和效率不高... 采用并行矢量有限元区域分解法对一种新型波导侧面馈电天线进行有效的分析。计算中采用矢量棱边元消除传统节点有限元存在的伪解问题。当所分析的天线规模较大时,在普通单台计算机上采用传统有限元方法分析会面临着内存不足和效率不高的问题,引入一种非重叠型矢量有限元区域分解法有效地克服了这一问题。该方法将原始大型求解区域划分成一系列小的子区域单独求解,具有很高的可并行性,从而大大缓解了内存需求,提高了计算效率。通过对一种新型波导侧面馈电天线的分析,验证了这种方法的精确性和有效性。 展开更多

关键词 矢量有限元 非重叠型区域分解法 并行技术 波导侧面馈电天线

在线阅读 下载PDF 职称材料

Stokes方程的区域分解法（二）

17

作者 戴培良 《常熟高专学报》 1996年第4期7-11,共5页

关键词 斯托克斯方程 区域分解法 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

求解三维流固耦合问题的一种全隐全耦合区域分解并行算法 被引量：1

18

作者 邓小毛 廖子菊 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3513-3523,共11页

三维流固耦合问题的非结构网格数值算法在很多工程领域都有重要应用,目前现有的数值方法主要基于分区算法,即流体和固体区域分别进行求解,因此存在收敛速度较慢以及附加质量导致的稳定性问题,此外,该类算法的并行可扩展性不高,在大规模... 三维流固耦合问题的非结构网格数值算法在很多工程领域都有重要应用,目前现有的数值方法主要基于分区算法,即流体和固体区域分别进行求解,因此存在收敛速度较慢以及附加质量导致的稳定性问题,此外,该类算法的并行可扩展性不高,在大规模应用计算方面也受到一定限制.本文针对三维非定常流固耦合问题,提出一种基于区域分解的全隐全耦合可扩展并行算法.首先基于任意拉格朗日-欧拉框架建立流固耦合控制方程,然后时间方向采用二阶向后差分隐式格式、空间方向采用非结构稳定化有限元方法进行离散.对于大规模非线性离散系统,构造一种结合非精确Newton法、Krylov子空间迭代法与区域分解Schwarz预条件子的Newton-Krylov-Schwarz(NKS)并行求解算法,实现流体、固体和动网格方程的一次性整体求解.采用弹性障碍物绕流的标准测试算例对数值方法的准确性进行了验证,数值性能测试结果显示本文构造的全隐全耦合算法具有良好的稳定性,在不同的物理参数下具有良好的鲁棒性,在“天河二号”超级计算机上,当并行规模从192增加到3072个处理器核时获得了91%的并行效率.性能测试结果表明本文构造的NKS算法有望应用于复杂区域流固耦合问题的大规模数值模拟研究中. 展开更多

关键词 流固耦合 有限元 全耦合算法 区域分解法 非结构网格

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维电磁散射问题区域分解技术研究进展 被引量：7

19

作者 杨明林 吴比翼 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期34-42,共9页

区域分解算法(domain decomposition method, DDM)是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领... 区域分解算法(domain decomposition method, DDM)是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领域有限元法(finite element method, FEM)和积分方程法区域分解技术的研究进展,以及它们在合元极技术中的应用.最后,对区域分解合元极技术当前仍然存在的挑战和未来发展方向进行了讨论. 展开更多

关键词 电磁散射 区域分解 有限元法(FEM) 积分方程法 合元极技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

等效裂隙岩体THM耦合并行有限元程序开发 被引量：3

20

作者 张强林 王媛 曹国利 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2009年第10期58-61,共4页

为了解决计算精度与计算时间之间的矛盾,针对三场耦合问题,根据区域分解策略,采用预处理共轭梯度法进行方程组的并行求解,利用mpi+f77编制主从式并行有限元计算程序,并在河海大学高性能计算机群上进行调试及计算,通过算例计算,显示并行... 为了解决计算精度与计算时间之间的矛盾,针对三场耦合问题,根据区域分解策略,采用预处理共轭梯度法进行方程组的并行求解,利用mpi+f77编制主从式并行有限元计算程序,并在河海大学高性能计算机群上进行调试及计算,通过算例计算,显示并行计算可大幅节省计算时间,未来必会得到更广泛的应用。 展开更多

关键词 并行有限元 THM耦合 区域分解 预条件共扼梯度法

在线阅读 下载PDF 职称材料