维卡斯·夏尔马;藤泽,Kazunori;村上春树、阿基拉;佐川,Shuto 基于速度的时间间断Galerkin时空有限元方法的数值耗散特性控制方法。 (英语) 兹伯利07769287 国际期刊数字。方法工程。 123,编号:22,5517-5455(2022). 摘要:直接时间积分方案是结构动力学问题有限元模拟的一个组成部分。此类方案应至少具有二阶精度,无条件稳定,并在数值上消散高频分量。为此,本文开发了一种基于非连续时间Galerkin方法的时间积分方案,称为改进的v-ST/FEM。该方法采用非对称三角形气泡函数将位移场与速度场联系起来。改进的v-ST/FEM包含两个参数(αin(0,0.5)和βin(-1,β_c)),用于控制高频分量的耗散。对(α)和(β)对该方法数值性能的影响进行了综合研究。我们发现,当\(\alpha\)的值增加时,解决方案中的误差会增加。然而,就所有实际目的而言,(β)对建议方法的准确性影响微乎其微。修改后的v-ST/FEM对于\(alpha\neq 0.0\)为二阶精度,对于\(\alpha=0.0\)为三阶精度。通过求解一些基准问题,并将其结果与其他常用方法(如梯形法则、HHT-(α)和Bathe格式)的结果进行比较,证明了改进的v-ST/FEM的数值有效性。{©2022 John Wiley&Sons有限公司} 引用于1文件 MSC公司: 74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用 74小时45 固体力学动力学问题中的振动 74K10个 杆(梁、柱、轴、拱、环等) 70-08 粒子力学和系统力学问题的计算方法 关键词:非条件稳定方法;非对称三角气泡函数;高频分量损耗;冲击杆响应;自由振动响应;一/二自由度系统 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{V.Sharma}等人,《国际数学家杂志》。方法工程123,No.22,5517--5545(2022;Zbl 07769287) 全文: 内政部 参考文献: [1] ZienkiewiczOC、TaylorRL、ZhuJZ。有限元法:基础和基本原理。爱思唯尔;2005 [2] BatheKJ公司。有限元程序。克劳斯·尤尔根·巴瑟(Klaus‐Jurgen Bathe);2006 [3] 休斯TJ。有限元方法:线性静态和动态有限元分析。Courier公司;2012 [4] 纽马克NM。结构动力学的一种计算方法。J Eng Mech Div.1959年;85(3):67‐94. [5] HilberHM,HughesTJ,TaylorRL。结构动力学中时间积分算法的改进数值耗散。接地工程结构动态。1977;5(3):283‐292. [6] HulbertChungJ总经理。具有改进数值耗散的结构动力学时间积分算法:广义[(alpha\]\)方法;1993. ·Zbl 0775.73337号 [7] HouboltJC公司。弹性飞行器动力响应的递推矩阵解。航空科学杂志。1950;17(9):540‐550. [8] WilsonE、FarhoomandI、BatheK。复杂结构的非线性动力分析。接地工程结构动态。1972;1(3):241‐252. [9] BaigMMI的BatheKJ。非线性动力学的复合隐式时间积分方法。计算结构。2005;83(31‐32):2513‐2524. [10] BatheKJ公司。非线性动力学中的能量和动量守恒:一个简单的隐式时间积分方案。计算结构。2007;85(7‐8):437‐445. [11] BatheKJ,NohG公司。深入了解结构动力学的隐式时间积分方案。计算结构。2012;98:1‐6. [12] 梁凤A。关于时域中间断Galerkin方法的精度。J可控震源控制。1996;2(2):193‐217. ·Zbl 0949.65508号 [13] 真菌。无条件稳定的高阶精确时间步长积分算法的加权参数。第1部分-一阶方程。国际数值方法工程杂志1999;45(8):941‐970. ·兹比尔0943.74077 [14] 真菌。无条件稳定的高阶精确时间步长积分算法的加权参数。第2部分-二阶方程。国际数值方法工程杂志1999;45(8):971‐1006. ·Zbl 0943.74078号 [15] 真菌。具有预定系数的时间步长积分算法的加权参数。国际数值方法工程杂志2000;49(11):1397‐1430. ·Zbl 0974.65069号 [16] 辛金斯特。动力学初值问题的有限元。AIAA J.1981;19(10):1357‐1362. ·Zbl 0471.70008号 [17] 贝利C。哈密尔顿原理和变分法。机械学报。1982;44(1):49‐57. ·Zbl 0497.70026号 [18] BortassoC BorriM公司。解释时间有限元公式的一般框架。计算机机械。1993;13(3):133‐142. ·Zbl 0789.70003号 [19] TammaKK、HarJ、ZhouX、ShimadaM、HoitinkA。向量和标量形式的概述和最新进展:计算动力学中的空间/时间离散化——统一方法。建筑计算方法工程2011;18(2):119‐283. ·Zbl 1284.70005号 [20] DelfourM、HagerW、TrochuF。常微分方程的间断Galerkin方法。数学计算。1981;36(154):455‐473. ·Zbl 0469.65053号 [21] JohnsonC,PitkärantaJ。标量双曲方程间断Galerkin方法的分析。数学计算。1986;46(173):1‐26. ·兹比尔0618.65105 [22] TrapperP,Bar-YosephP。基于一种新的广义通量向量分裂方法的多维非线性双曲方程组时空间断Galerkin方法。CMES‐计算模型工程科学。2014;103(1):19‐47. ·Zbl 1356.74219号 [23] HughesTJ,Hulbert总经理。弹性动力学的时空有限元方法:公式和误差估计。计算方法应用机械工程1988;66(3):339‐363. ·Zbl 0616.73063号 [24] Hulbert总经理。结构动力学的时间有限元方法。国际数值方法工程杂志1992;33(2):307‐331. ·Zbl 0760.73064号 [25] AharoniD,Bar‐YosephP。用于求解动力学问题的时域混合有限元公式。计算机机械。1992;9(5):359‐374. ·Zbl 0759.70003号 [26] ZrahiaU,Bar‐YosephP。求解二阶双曲方程的时空谱元方法。计算方法应用机械工程1994;116(1‐4):135‐146. ·Zbl 0831.65104号 [27] Bar‐YosephP,GottliebO FisherD。非线性时间动力系统的谱元方法。计算机机械。1996;18(4):302‐313. ·Zbl 0884.70003号 [28] Bar‐YosephP,GottliebO FisherD。欧拉-伯努利光束非线性时空动力学的谱元方法。计算机机械。1996;19(1):136‐151. ·Zbl 0895.73076号 [29] Hulbert总经理。结构动力学的一组统一的单步渐进湮没算法。计算方法应用机械工程1994;113(1‐2):1‐9. ·Zbl 0849.73067号 [30] WibergNE LiXD公司。采用时间间断Galerkin有限元法进行结构动力分析。国际数值方法工程杂志1996;39(12):2131‐2152. ·Zbl 0885.73081号 [31] 维伯格利克斯。结构动力学时空有限元方法的实现和适应性。计算方法应用机械工程1998;156(1‐4):211‐229. ·Zbl 0960.74065号 [32] 吴蒂·钱科。结构动力学中时间不连续Galerkin有限元方法的改进预测/多校正算法。计算机机械。2000;25(5):430‐437. ·Zbl 0976.74063号 [33] 博内利亚、布尔西奥、曼库索姆。线性动力学的显式预测多修正时间不连续伽辽金方法。J声音振动。2001;246(4):625‐652. ·Zbl 1237.74165号 [34] 曼库索·布鲁西奥斯。非线性弹性动力学中预测-多校正时间间断Galerkin方法的分析和性能。接地工程结构动态。2002;31(10):1793‐1814. [35] 博内利亚、布尔西奥、曼库索姆。非线性动力学的显式预测-多校正时间间断Galerkin方法。J声音振动。2002;256(4):695‐724. ·Zbl 1237.65086号 [36] 乌贝蒂尼夫·曼库索姆。基于时间间断Galerkin公式的线性动力学有效积分过程。计算机机械。2003;32(3):154‐168. ·Zbl 1038.74558号 [37] ChienC、Yang C、Tang J。采用空间和时间不连续Galerkin有限元法进行三维瞬态弹性动力学分析。有限元分析设计。2003;39(7):561‐580. [38] 乌贝蒂尼夫·曼库索姆。非线性结构动力学的有效时间间断Galerkin程序。计算方法应用机械工程2006;195(44‐47):6391‐6406. ·兹比尔1122.74024 [39] SharmaV、FujisawaK、MurakamiA。弹性动力学的基于速度的时间间断Galerkin时空有限元方法。发现土壤。2018;58(2):491‐510. [40] SharmaV、FujisawaK、MurakamiA。地震荷载期间大坝-水库-土壤相互作用的时空有限元程序和块迭代算法。国际J数字方法工程2019;120(3):263‐282. [41] SharmaV、FujisawaK、MurakamiA。混凝土重力坝非线性动态断裂分析的时空有限元及块迭代算法。土壤动力学地球工程2020;131:105995. [42] SharmaV、MurakamiA、FujisawaK。混凝土坝抗震分析的时空有限元法。参见:FuZ(编辑)、BauerE(编辑),编辑:《大坝工程——设计和分析的最新进展》。IntechOpen;2020 [43] SharmaV、FujisawaK、MurakamiA。瞬态和无侧限渗流分析的时空有限元方法。有限元分析设计。2021;197:103632. [44] BorriM、GhiringhelliGL、LanzM、MantegazzaP、MerliniT。用弱哈密顿公式计算机械系统的动态响应。计算结构。1985;20(1-3);495‐508. doi:10.1016/0045‐7949(85)90098‐7·Zbl 0574.73091号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。