李金泽;李华;连毅伟;于开平;赵睿 通过辅助变量设计和开发具有耗散控制和零阶超调的单步二阶隐式方法。 (英语) Zbl 07772336号 国际期刊编号。方法工程。 124,编号22,4880-4940(2023). 小结:1978年,Hilber和Hughes对隐式方法提出了几项竞争性要求。然而,在传统的算法设计中没有这样的集成方法。通过引入辅助变量,本文提出了两种新的隐式方法,以在不增加计算成本的情况下出色地实现这些竞争需求。这两种新方法是自启动、无条件稳定、单解、同二阶精度、可控耗散和无超调。新方法在高频极限下实现了辅助变量的最大耗散,尽管这样的设计不是必须的。第一种新方法使用辅助速度和加速度变量,而第二种方法使用两个辅助加速度变量。在嵌入所需的数值特征后,新方法使用高频极限中放大矩阵的四个特征值作为用户指定的参数,以灵活控制数值高频耗散。为了减少特定使用参数的数量,本文给出了一些推荐的子类算法,如最佳低频耗散方案。本文进一步细化了误差分析,对一些隐式方法的幅相误差进行了解析计算。误差分析技术几乎适用于所有直接时间积分方法。振幅和相位误差的比较突出了新方法相对于已发表算法的优势。此外,对一些经典的测量方法,如数值阻尼比和相对周期误差进行了分析和比较。数值算例表明了新方法的优越性。©2023 John Wiley&Sons有限公司。 理学硕士: 65磅 常微分方程的数值方法 74Sxx型 固体力学中的数值方法和其他方法 6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法 关键词:耗散控制;隐式算法;二阶精度;辅助变量;零阶过冲 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Li}等人,国际J数字。方法工程124,No.22,4880--4940(2023;Zbl 07772336) 全文: 内政部 参考文献: [1] Rezaiee‐PajandM、Karimi‐RadM。非线性动力分析的一种新的显式时间积分格式。国际J结构Stab Dyn。2016;16(09):1550054. ·Zbl 1359.65117号 [2] LiJ,LiH,LianY,ZhaoR,YuK。一套具有可控数值耗散和最大稳定边界的二阶复合子步显式算法。应用数学模型。2023;114:601‐626. ·Zbl 1510.65245号 [3] 索雷斯·DJ。用于结构动力学和波传播模型的一系列新的显式时间推进技术。计算方法应用机械工程2016;311:838‐855. ·兹比尔1439.65078 [4] LiJ、YuK、ZhaoR。二阶非线性动力学的两个具有可控数值耗散的三阶显式积分算法。计算方法应用机械工程2022;395:114945. ·Zbl 1507.65117号 [5] Rezaiee‐PajandM、Karimi‐RadM。一系列二阶完全显式时间积分方案。计算应用数学。2018;37:3431‐3454. ·Zbl 1432.65092号 [6] Rezaiee‐PajandM、Karimi‐RadM。结构动力学的精确预测-校正时间积分方法。国际J钢结构。2017;17(3):1033‐1047. [7] LiJ、LiH、ZhaoR、YuK。关于二阶二阶双曲型问题具有可控耗散和可调分岔点的子步显式算法。Eur J Mech A固体。2023;第97:104829页·Zbl 1504.74077号 [8] 阿拉马提亚州Rezaiee‐PajandM。动态分析中数值积分的隐式高阶精度方法。结构工程杂志2008;134(6):973‐985. [9] LiJ、YuK、Zhao R、Fang Y。对于二阶非线性动力学,三个三个子步骤耗散隐式积分算法的最优族具有二阶、三阶或四阶精度。Int J Numer Methods Eng.2023国际数值方法杂志。doi:10.1002/nme.7291 [10] 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. [11] HilberHM,HughesTJR。结构动力学中时间积分方案的配置、耗散和“超调”。接地工程结构动态。1978;6(1):99‐117. [12] TammaKK ZhouX。结构动力学广义单步单解和优化算法的设计、分析和综合。国际数值方法工程杂志2004;59(5):597‐668. ·兹比尔1068.74616 [13] NohG,BatheKJ。具有可控谱半径的Bathe时间积分方法:[({\rho}_{\infty}\]\)‐Bathe方法。计算结构。2019;212:299‐310. [14] 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. [15] MalakiyehMM、ShojaeeS、BatheKJ。为了规定所需的数值耗散,重新考虑了Bathe时间积分方法。计算结构。2019;212:289‐298. [16] LiJ、Zhao R、YuK、LiX。结构动力学中具有柔性耗散控制的直接自启动高阶隐式积分算法。计算方法应用机械工程2022;389:114274. ·Zbl 1507.65118号 [17] 东斯。非线性动力分析的类BDF方法。计算物理杂志。2010;229(8):3019‐3045. ·Zbl 1307.74069号 [18] LiJ、YuK、LiX。一类用于结构动力分析的新型可控耗散复合积分算法。非线性动力学。2019;96(4):2475‐2507. [19] Rezaiee‐PajandM,SarafraziSR。混合多步高阶隐式时间积分族。Proc Inst Mech Eng第C部分,2010年;224(10):2097‐2108. [20] Rezaiee‐PajandM、Karimi‐RadM。更准确稳定的时间积分方案。工程计算。2015;31(4):791‐812. [21] LiJ,YuK。结构动力学中具有所需数值耗散的新型组合子步骤算法家族。建筑应用机械。2020;90(4):737‐772. [22] 休斯·特杰尔。有限元方法:线性静态和动态有限元分析(多佛土木和机械工程)。多佛出版公司;2000 [23] Zhao R,LiJ,YuK。中心差分方法的自启动耗散替代方法。拱形应用机械。2023;93:571‐603. [24] WoodW、BossakM、ZienkiewiczO。纽马克方法的阿尔法修正。国际数值方法工程杂志,1980年;15(10):1562‐1566. ·Zbl 0441.73106号 [25] HilberHM,HughesTJR,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. [26] 休斯·特杰尔。暂态算法分析,特别是稳定性行为。摘自:BelytschkoT(编辑)、HughesTJR(编辑)和eds.瞬态分析计算方法。爱思唯尔;1983:67‐155. ·Zbl 0547.73070号 [27] 中国工商行政管理总局邵赫。结构动力方程数值积分的三参数算法。中国应用机械杂志。1988;5(4):76‐81. [28] 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。应用力学杂志。1993;60(2):371‐375. ·Zbl 0775.73337号 [29] 是的。一个新的广义[(alpha\]\)结构动力学无超调的时间积分算法。接地工程结构动态。2008;37(12):1389‐1409. [30] 科伦克斯,HögsbergJR。具有一阶滤波器阻尼的时间积分特性。国际数值方法工程杂志2005;64(4):547‐566. ·Zbl 1111.74760号 [31] WilsonEL、FarhoomandI、BatheKJ。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. [32] 巴兹G,安德赫根E。这个[(rho\]\)带改进数值耗散的时间步长积分算法系列。接地工程结构动态。1982;10(4):537‐550. [33] PahlPJ霍夫克。从结构动力学的广义单步算法发展具有数值耗散的隐式方法。计算方法应用机械工程1988;67(3):367‐385. ·Zbl 0619.73002号 [34] PahlPJ霍夫克。的实际性能[({varTheta}_1\]\)方法及其与结构动力学中其他耗散算法的比较。计算方法应用机械工程1988;67(1):87‐110. ·Zbl 0619.73091号 [35] ZienkiewiczOC、WoodWL、HineNW、TaylorRL。一组统一的单步算法。第1部分:一般配方和应用。国际数学方法工程杂志,1984年;20(8):1529‐1552. ·Zbl 0557.65041号 [36] 伍德沃尔。一组统一的单步算法。第二部分:理论。国际数学方法工程杂志,1984年;20(12):2303‐2309·Zbl 0557.65042号 [37] HulbertChungJ总经理。结构动力学的一系列单步Houbolt时间积分算法。计算方法应用机械工程1994;118(1-2):1‐11. ·Zbl 0849.73079号 [38] ZienkiewiczOC、WoodWL、TaylorRL。动态问题的替代单步算法。接地工程结构动态。1980;8(1):31‐40. [39] 库贾夫斯基。强非线性初值问题积分的配置时间有限元程序。国际数理方法工程杂志,1986年;23(4):579‐589·Zbl 0584.73098号 [40] 格拉德威尔·托马斯姆。二阶系统的变阶变步长算法。第1部分:方法。国际数理方法工程杂志1988;26(1):39‐53. ·Zbl 0644.65040号 [41] 塔马科·马克萨姆DJ。重新评估时间积分方案中的超调:启动过程中被忽略的物理阻尼效应。国际数理方法工程杂志2022;123(12):2683‐2704. ·Zbl 07767882号 [42] ShimadaM、MasuriS、TammaKK。一种用于一阶/二阶多学科瞬态系统的等时积分[iIntegration]框架的新设计。国际J数字方法工程2015;102(3‐4):867‐891. ·兹比尔1352.65371 [43] ArnoldM,BrülsO。广义‐的收敛性约束机械系统的[(alpha\]\)方案。多体系统动力学。2007;18(2):185‐202. ·邮编1121.70003 [44] 阿诺德·布吕索。广义的[(alpha\]\)方案作为线性多步积分器:面向通用机电模拟器。J计算非线性动力学。2008;3(4):041007. [45] TammaKK,HoitinkA,ShimadaM。一般动态应用程序加速度计算的基础:问题和值得注意的观点。计算模型工程科学。2015;104(2):133‐158. [46] 利昂蒂耶夫弗吉尼亚州。结构动力学中具有U0-V0超调特性的L稳定最优积分方法的LMS公式的扩展:水平对称(LS)积分方法。国际数值方法工程杂志2007;71(13):1598‐1632. ·Zbl 1194.74118号 [47] 列昂蒂耶夫娃。结构动力学中具有可控数值耗散的直接时间积分算法:两步lambda方法。应用数值数学。2010;60(3):277‐292. ·Zbl 1192.65098号 [48] KadapaC、DettmerWG、PerićD。关于结构动力问题使用一阶广义α格式的优点。计算结构。2017;193:226‐238. [49] JansenKE、WhitingCH、HulbertGM。广义‐用稳定有限元法积分滤波Navier-stokes方程的[(alpha\]\)方法。计算方法应用机械工程2000;190(3):305‐319. ·Zbl 0973.76048号 [50] 张杰。结构动力学分析中具有一致启动的稳定线性两步时间积分方法及其等效单步方法。国际数理方法工程杂志2021;122(9):2312‐2359. [51] MasuriSU、SellierM、ZhouX、TammaKK。具有可控数值耗散的瞬态一阶系统的保阶算法设计。国际数值方法工程杂志2011;88(13):1411‐1448. ·Zbl 1242.74031号 [52] ZhangH、ZhangR、ZanoniA、MasaratiP。一种新的具有可调算法耗散的单步无条件稳定数值积分格式。ASME 2020国际设计工程技术会议和计算机及工程信息会议记录。美国机械工程师学会(American Society of Mechanical Engineers Digital Collection);2020 [53] Zhang H、Zhang R、MasaratiP。改进的线性多步和等效单步积分方法的二阶无条件稳定格式。计算力学。2021;67(1):289‐313. ·Zbl 07360505号 [54] 格雷丁,里克森。机械振动:结构动力学理论与应用。第三版Wiley;2015 [55] BatheKJ公司。有限元程序。第二版普伦蒂斯·霍尔;2014 [56] Rezaiee‐PajandM、HashemianM、BohlulyA。非线性动力分析的一种新的时间积分公式。Aerosp科技公司。2017;69:625‐635. [57] WoodWL公司。实际时间步长方案。牛津大学出版社;1990. ·Zbl 0694.65043号 [58] 威尔金森JH。代数特征值问题。克拉伦登出版社;1988. ·Zbl 0626.65029号 [59] LiJ,YuK。结构动力学的一种简单的真正自启动和L稳定积分算法。国际应用力学杂志。2020;12(10):1‐29. [60] LiJ,YuK。结构动力学中具有可控数值耗散的非迭代积分算法。国际J计算方法。2018;15(3):1850111. [61] LiJ、YuK、LiX。结构动力学的广义结构相关半显式方法。J计算非线性动力学。2018;13(11):20. [62] Rezaiee‐pajandM,哈希米安。基于离散传递函数的时间积分方法。国际J结构Stab Dyn。2016;16(05):1550009. ·Zbl 1359.74440号 [63] Rezaiee‐PajandM、EsfehaniSAH、Karimi‐RadM。高精度时间积分族方法。结构工程机械。2018;67(6):603‐616。 [64] BenítezJM,MontánsFJ。时间积分法中数值放大矩阵的值。计算结构。2013;128(5):243‐250. [65] 莫达克斯。非线性结构动力学的面向对象并行求解算法。博士论文。普渡大学;1997 [66] 伍德沃尔。结构动力学方程的数值积分,包括自然阻尼和周期强迫项。国际数理方法工程杂志1981;17(2):281‐289. ·Zbl 0478.73067号 [67] LiJ、LiH、LianY、YuK、ZhaoR。关于双曲型问题具有可控算法耗散和可调子步长的增强型二阶显式积分方法。国际应用力学杂志。2023;15(03):2250101. [68] Rezaiee‐PajandM、EsfehaniSAH、EhsanmaneshH。一个有效的加权剩余时间积分族。国际J结构Stab Dyn。2021;21(8):2150106. [69] LiJ、YuK、TangH。进一步评估波传播问题的三种Bathe算法和实现。国际J结构Stab Dyn。2021;21(5):2150073. [70] KwonSB、BatheKJ、NohG。波传播的隐式时间积分格式分析。计算结构。2020;230:106188. [71] IdesmanA、SamajderH、Aulisa E、SeshaiyerP。弹性材料中波传播的基准问题。计算力学。2009;43(6):797‐814·Zbl 1162.74381号 [72] 马萨诸塞州克里斯菲尔德·库尔德。非线性结构动力学中的节能和衰减算法。国际数值方法工程杂志1999;45(5):569‐599. ·Zbl 0946.74078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。