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一种用于高频声学分析的带插值覆盖函数的丰富有限元方法。 (英语) Zbl 1521.76761号

摘要:目前,传统的有限元方法在求解亥姆霍兹方程所支配的声学问题上仍存在一些缺陷。由于数值色散误差,标准有限元法在高频范围内往往不能提供足够满意的结果。为了克服这一缺点,本文提出了一种带插值覆盖函数的丰富有限元方法(E-FEM)来处理二维和三维声学问题,标准有限元的节点插值函数通过在单元块上附加的插值覆盖函数来丰富,以提高标准有限元和原始网格(如传统的三角形和四面体网格)的性能(如收敛速度和计算精度)在标准FEM中仍然可以使用。此外,所考虑的场变量的高梯度分量可以被捕获,单元间梯度跳跃可以通过所使用的插值覆盖函数来平滑,因此,本E-FEM能够为声学分析提供更平滑、更精确的声场。几个数值算例表明,与传统的有限元方法相比,在分析声学问题时可以获得更高的计算效率和精度。此外,E-FEM可以有效地抑制高频色散误差,因此可以对实际工程问题进行有效预测。

MSC公司:

76M99型 流体力学基本方法
65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
2005年第76季度 水力和气动声学
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全文: 内政部

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