无单元法

摘要： 岩土工程的数据分析常应用有限元法,但有限元法在实际应用过程面临的某些问题使得有限元法的应用面临着局限,在复杂地基情况的岩体工程中受限制更多.在此基础上,无单元法的应用能够在一定程度上弥补有限元法的局限,对应力、应变后处理效果更好.基于此,本文将围绕无单元法及其在岩土工程中的应用展开分析.

摘要： 采用schmidit正交化优化的无单元伽辽金法,分析了复合层板的稳定.基于罚函数并引入罚参数,实现本质边界条件.再利用最小二乘法和变分原理,推导出复合层板的几何刚度矩阵.计算结果表明:运用优化的无单元法分析复合层板稳定具有流程简化、求解效率高及计算结果精确度高等优点.

摘要： 混凝土高坝、深埋隧洞结构等常年在高水压作用下运行,易发生水力劈裂破坏.本文基于无单元法提出了缝内水压力的计算方法和水力劈裂裂缝扩展判据公式,考虑缝内水流与结构变形的耦合效应,建立了一种适用于混凝土结构水力劈裂分析的数值模型.通过楔形劈裂试验算例和重力坝实例进行模型验证.结果表明,缝内水压变化及裂缝扩展规律与试验结果基本一致;考虑流固耦合作用混凝土重力坝极限承载能力受初始裂缝深度影响显著,当初始裂缝深度小于0.6m 时,坝体极限承载荷载呈幂指数下降,当初始裂缝深度大于0.6m 时,坝体的极限承载能力降低速率减缓.模型计算结果符合一般规律,说明该数值分析模型是合理的.%Many concrete structures such as high concrete dams and deep tunnels,running perennially under high water pressure,are prone to hydraulic fracturing failure.Element-free method(EFM)is adopted.A new coupling analysis model for simulating the hydraulic fracturing in concrete structures,which includes a calcu-lation method of water pressure within crack and new crack propagation criterion formulas,is presented. Meanwhile,the coupling effect of water flow within cracks and structural deformation is considered in the model.Then,this analysis model is verified to be reasonable by the wedge fracturing test and a gravity dam example.The results show that the numerical results of water pressure and crack expansion agree well with the corresponding test laws.Under the fluid-structure coupling effects,the maximum load-bearing capacity of concrete gravity dam significantly influenced by the initial crack depth.The ultimate bearing capacity of the dam would decrease obviously if the coupling effect of the water flow in cracks and structure deformation is considered.This study reveals that the analysis model is a very effective tool for simulating the hydraulic frac-ture in concrete structures.The ultimate bearing capacity of the dam is reduced by the exponential curve when the initial crack depth is less than 0.6 m;while it is slowed down when the initial crack depth is greater than 0.6 m.Overall,the proposed results are consistent with the general rule,and the model is reasonable.

摘要： 全局弱式无单元法是在有限单元法基础上发展起来的一种数值模拟方法,它采用局部支持域内的节点信息来构造形函数实现局部精确逼近,摆脱了单元,仅依赖于节点信息,具有预处理简单、模拟精度高、灵活性强的特点,适用于复杂地电条件下直流电阻率正演模拟.本文采用RPIM构造直流电阻率全局弱式无单元法形函数,利用RPIM形函数推导了直流电阻率全局弱式无单元法方程.然后,编制了直流电阻率全局弱式无单元法正演模拟Fortran程序,利用该程序对典型的地电模型进行了正演模拟,并将正演结果与基于线性插值的FEM正演结果及解析解进行对比,结果表明采用RPIM形函数的全局弱式无单元法用于直流电阻率正演模拟的正确性及有效性,且在同等条件下,全局弱式无单元法模拟精度高于矩形剖分的FEM,更有利于指导电法勘探的数据解译;利用该程序对复杂地电模型进行了正演模拟,结果表明全局弱式无单元法对复杂地电模型模拟效果良好,适应性强,灵活性高,可任意加密节点提高模拟精度.

摘要： 有限元法（FEM）和有限差分法（FDM）被用于求解地震波动方程，但该两种方法，在实际运用中，计算精度和效率会出现一些不足。事实上，无单元法（EFM）已经被用于地震波模拟和偏移成像，与FDM和FEM相比，EFM具有独特的优势：不需要事先划分大量网格，仅需要研究区域中节点和边界的信息，具有局部拟合的特点。但当前EFM处理地震波模拟和成像仍存在很多问题，如求取系数矩阵耗费过多计算机内存和计算量过大的问题。这里对系数矩阵采用按行压缩（CSR）的格式存储，并采用分步计算的策略。在时间递推过程中，求解线性方程组，为了提高计算效率，基于已有的FDM数据，利用OpenMP 多核加速。通过上述方法，有效地解决了内存限制和计算效率的问题。数值算例表明，这里提出的方法是精确和高效的。%The wave-equation-based method was widely used in seismic modeling and imaging in the past years.Many numerical strategies such as the finite element method (FEM)and the finite difference method (FDM)are developed in solving seismic wave equations.However,both methods have some shortcomings of either accuracy or computational cost in practice. In fact,element-free method (EFM)has been applied in seismic modeling and seismic migration imaging.Compared with FEM and FDM,EFM has unique advantages:it doesn't need to be divided a large number of grid in advance and it satisfies local fitting because only the information of the nodes and the boundary of the study area are required in computation.However, there are many problems that EFM is applied in seismic modeling and seismic migration imaging in present,e.g.the problems of storage and computation efficiency about computing the coefficient matrix.The storage is caused by improper storage of sparse coefficient matrix.In this paper we compress the sparse matrices by the compressed sparse row (CSR)format and em-ploy the following strategy:firstly,the value is computed at the corresponding model nodes within the influence domain of each Gauss point;secondly,the summation is performed within the influence domain of different Gauss points that contain the same model node.In the calculation of wave field time recursive,we solve the linear equations with the help of linear sparse solver'PARDISO'.In order to further improve the computation efficiency,we use OpenMP basing the existing FDM data.Through the above methods,we can effectively solve these problems of memory limit and computational efficiency.The final results in-dicate that the above methods are accurate and efficient.

摘要： 目前，有限元法已成为岩土工程数值分析的有力工具，但在实际应用中仍面临如下一些问题：前处理困难，尤其是复杂地基情况的岩体工程问题。目前虽然有一些前后处理的软件，但功能有限，而人工处理工作量巨大；有限元计算结果通常为位移连续，而应力、应变不连续，需进行后处理修匀，误差较大。虽然插值函数可以做到位移导数的连续，但需增加节点参数，极大地增加了计算复杂性，因而应用并不普遍，等问题。

摘要： 无网格方法是伴随着工程计算领域的深入发展而应运而生的一种新兴数值计算方法,作为有限元等传统方法的补充和发展,在近十几年里得到了广泛的关注.本文将无单元Galerkin法(EFGM)应用到二维大地电磁正演模拟中,推导了对应无单元法的等价线性方程组,采用滑动最小二乘法构造形函数,本质边界条件采用罚因子法处理,编制了对应EFGM的程序,通过一维层状模型验证了算法的正确性,通过倾斜接触面大地电磁模型的计算和分析,验证了无网格法计算复杂模型便利的特点,对于地下倾斜低阻异常体,TM模式能较好的反映异常体的产状,而TE模式则不能反映.对于地下倾斜高阻异常体,TM、TE模式均不能反映出其产状.

摘要： 为了解决网格方法面临的剖分困难,将基于径向基函数的配点型无单元法用于重磁二维正演.主要研究无单元法的基本原理,包括配置-中心节点的设置、形状参数的选取、边界条件的处理、微分方程的离散、矩阵方程的求解等一系列具体问题.通过重磁二维正演结果表明:在相同的剖分尺寸下,无单元法的计算精度高于有限元、有限差分正演;相比于网格法,无单元法还具有节点设置灵活、不用网格剖分、程序编写容易等优点.

摘要： 目前探地雷达的应用领域的迅速扩大,探地雷达质料剖面的精度要求也越来越高,作为资料反演解释基础的各种正演模拟方法得到了不同程度的发展.以探地雷达正演模拟的基本原理为出发点,分别介绍了以射线理论为基础的射线追踪法和以波动方程为出发点的时域有限差分法和有限单元法.随着计算技术的高速发展,运算速度得到了显著的提高,以波动方程为基础的正演模拟方法由于其高精度等优点而占据了主导地位.最后总结了各种正演模拟方法的优缺点和适用范围及其发展方向,为探地雷达进一步的正演模拟研究奠定了基础.

摘要： To meet the needs of stress analysis and evaluation of trapezoidal slabs of skew culvert,this paper puts forward a B-spline meshless method based on moderately thick slab theory.By using dual quartic and dual cubic B-spline to make interpolation for the deflection and the turning angle respectively,this paper deduces the stiffness matrix and equivalent load formulations,introduces the method of setting boundary condition by using penalty function,enumerates the key points of using both Matlab and Spline Toolbox in order to achieve this method,and gives numerical verification result.The results from research and calculation show that this method proposed has advantages such as concise formulation,simple post-processing,high precision and efficiency,and can facilitate the development of relevant specialized analysis program.%为满足对斜交涵洞梯形盖板进行受力分析与评估的需要,提出基于中厚板理论的B样条无单元方法.实现中对挠度和转角分别采用双四次和双三次B样条进行插值,使用变分原理推导相应的刚度矩阵和等效荷载列式,介绍利用罚函数施加边界条件的方法,列举使用Matlab及Spline Toolbox实现该方法时的一些要点,提供了数值验证结果.研究及计算结果表明,该方法列式简洁、后处理方便、精度好、效率高,为相关专用分析程序的开发提供一条方便的途径.

摘要： 结合压实粘土拉伸状态下的脆性断裂模型和弥散裂缝理论，提出了点插值无单元法模拟土石坝坝体裂缝开展过程的数值计算方法。当压实粘土达到其抗拉强度后，在每个积分点建立各向异性刚度矩阵，并构造了平面应变条件下考虑压实粘土脆性开裂的无单元与有限元耦合的计算模式。开发的结点自动加密技术对坝体的拉应力区域进行自动结点加密，并根据可视准则确定无单元结点的影响域。以最小结点间距为开裂步长，通过对坝体裂缝离心模型试验的模拟计算，检验了脆性断裂模型和无单元算法对土体拉伸裂缝发展过程的适用性。

摘要： 详细推导了无单元Galerkin法求解有自由面渗流问题的基本方程.采用罚函数法处理渗流边界条件,并给出选取罚因子的具体表达式.编制了相应的无单元法计算程序,并计算了覆盖层上均质土坝的渗流场.计算结果表明,用罚函数法处理渗流边界条件,计算精度高,该法用于无单元法分析渗流问题是可行的.

摘要： 借鉴无单元法在二维电磁场中的基本公式和实现技术，将之推广到三维静磁场数值计算中.介绍了基于正交基函数的滑动最小二乘法，在此基础上，推导出无单元法在三维静磁场下的计算格式，并提出了对其边界条件的处理方法及权函数的选取方法.在MATLAB环境下自行编制出了三维静磁场的无单元法计算程序，得到了方形电极和其外屏蔽模型的磁场分布，并与有限元法进行了对比分析.结果表明，用无单元法计算三维静磁场，保证了计算精度，简化了前处理过程，缩短了前处理的时间。

摘要： 本文引入无单元法来求解渗流问题,无单元法摆脱了常规有限元方法中将域划分为单元的限制,能够灵活地布置节点。这使得无单元法非常适合计算有自由面的渗流问题。介绍了无单元法的基本原理和作者在其中所做的工作,包括所开发的基于无单元法的计算程序及其在渗流分析中的应用。针对计算中的一些不足,也提出了改进的办法。

摘要： 本文提出一种高效率无单元偏移成像算法，文中主要探讨如何在计算效率和计算机资源方面节省无单元法计算的成本，提高其在地震模拟和成像中应用的可行性。

摘要： 这篇文章中我们介绍了无单元法的理论及其在地震正演中的应用。无单元法的关键是脱离了单元的束缚，使得这种方法成本较低，也更为灵活。但是这种方法也存在一些成本方面的问题，这些问题在一定程度上是由于不恰当的稀疏矩阵存储和操作造成的。我们在这里尝试优化这种算法，主要是通过压缩稀疏矩阵和简化稀疏矩阵操作来进行。模型计算的结果证明了其可行性。

摘要： 本文介绍基于小波变换和无单元方法的结构动力分析新技术.通过对多自由度线性体系的小波包分解,实现对结构响应能量的逐级分解.发现长周期结构动力响应有两个显著特点：(1)结构最大总位移受瞬态振动控制,并与地震动持时有关.(2)最大结构位移响应总是滞后于地震动激励的最大能量峰值时间.文中还首次给出了用新颖无单元法进行结构动力分析的关键技术.最后联合应用小波变换、HHT变换技术和尤单元方法计算了11层钢筋混凝土高层结构,并与有限元ANSYS程序进行了比较,结果表明,新方法有较高的精确性和实用性.

摘要： 本文介绍基于小波变换和无单元方法的结构动力分析新技术.通过对多自由度线性体系的小波包分解,实现对结构响应能量的逐级分解.发现长周期结构动力响应有二个显著特点:(1)结构最大总位移受瞬态振动控制,并与地震动持时有关.(2)最大结构位移响应总是滞后于地震动激励的最大能量峰值时间.文中还首次给出了用新颖无单元法进行结构动力分析的关键技术,包括建立无单元离散动力方程,框架结构动力计算方法要点和步骤等.最后联合应用小波变换、HHT 变换技术和无单元方法计算了十一层钢筋混凝土高层结构,并与有限元ANSYS 程序进行了比较,结果表明,新方法有较高的精确性和实用性.

摘要： 应用无单元法,对渗流场和与应力场耦合作用下的岩体裂缝扩展进行追踪。裂缝扩展计算采用断裂力学最大周向正应力理论。应力场和渗流场的耦合作用通过以渗透压力和渗透系数为交互因子的迭代计算考虑,其中裂缝区还考虑了裂缝中水对缝壁的拖曳力。裂缝扩展计算每一步所产生的新结构都要进行渗流-应力耦合分析,直至裂缝稳定为止。算例结果表明,所建数值模型能较真实地反映水流对裂缝扩展的影响,并能较好地模拟渗流-应力耦合作用下的裂缝扩展过程。

摘要： 本文将无单元法与传统的有限元法相耦合,建立了双参数地基上带肋筏板的一种耦合数值分析方法。其中,双参数地基上筏板由无单元法模拟,肋梁由梁的有限元方法模拟。本文方法可以方便的求得带肋筏板的挠度,肋梁内力与筏板内力,实例计算表明了其结果的正确性。

摘要： 提供了一种用于在基于袖带的振荡法无创血压(NIBP)测量中使用的方法，所述方法包括：在测量时段期间渐近地更改NIBP测量装置的袖带中的空气的体积；在所述测量时段期间获得流进/流出所述袖带的所述空气的流率的多个测量结果；在所述测量时段期间获得所述袖带中的空气压力的多个测量结果；并且基于在所述测量时段期间获得的流率测量结果和空气压力测量结果，通过计算在所述测量时段期间在多个时刻处的准静态袖带顺应度来确定所述准静态袖带顺应度与袖带压力之间的关系。

摘要： 本发明涉及制造存储器单元的方法、制造存储器单元装置的方法以及存储器单元。一种用于制造根据各种实施例的存储器单元的方法可以包括：在衬底上形成至少一个电荷储存存储器单元结构，电荷储存存储器单元结构具有第一侧墙和与第一侧墙相对的第二侧墙；在衬底和电荷储存存储器单元结构上形成导电层；对导电层进行图案化以在电荷储存存储器单元结构的第一侧墙处形成间隔壁并且在第二侧墙处形成阻挡结构；注入第一掺杂物原子以在靠近间隔壁的衬底中形成第一掺杂区，其中第一掺杂物原子被阻挡结构阻挡；在注入第一掺杂物原子之后去除阻挡结构；注入第二掺杂物原子以在靠近电荷储存存储器单元结构的第二侧墙的衬底中形成第二掺杂区。

摘要： 提供了一种用于在基于袖带的振荡法无创血压(NIBP)测量中使用的方法，所述方法包括：在测量时段期间渐近地更改NIBP测量装置的袖带中的空气的体积；在所述测量时段期间获得流进/流出所述袖带的所述空气的流率的多个测量结果；在所述测量时段期间获得所述袖带中的空气压力的多个测量结果；并且基于在所述测量时段期间获得的流率测量结果和空气压力测量结果，通过计算在所述测量时段期间在多个时刻处的准静态袖带顺应度来确定所述准静态袖带顺应度与袖带压力之间的关系。

摘要： 一种光刻系统，包括干涉曝光单元和光刻单元。该光刻单元可以包括单独可控元件阵列。可以设置该光刻系统以使得由干涉曝光单元曝光的各线的间距是对应于单个单独可控元件的光刻单元曝光区的尺寸的整数倍。

摘要： 本实用新型涉及一种后张法板式无砟轨道单元式轨道板纵连结构。本实用新型后张法板式无砟轨道单元式轨道板纵连结构，将高速铁路客运专线单元式I型轨道板，用连结器纵向将单元板之间的预应力钢筋连结成较长的预应力通道，用剪力板机构将板与板之间力的传递连结起来，用新型树脂砂浆填充板缝，使其成为纵连板式无砟轨道。它能有效减轻高速机车运行中对路基的冲击波和共振，使单元板之间纵向、横向微应变得到传递和控制。从而提高高速铁道路基的可靠性、平稳性、刚度均匀性，延长使用寿命。

摘要： 本发明提供了一种直流电阻率无单元法模拟中耦合有限单元法的边界处理方法，包括以下步骤：对二维地电模型建立范围较小的无单元法区域Ω

摘要： 本发明提供了一种直流电阻率无单元法模拟的支持域快速构造方法，包括以下步骤：确定二维地电模型的介质、地形、电极等分布情况，建立直流电阻率无单元法计算域，利用不规则节点离散地电模型；先根据节点的x坐标再根据z坐标由小到大对所有节点进行排列编号，给定初始支持域参数；以背景单元中心点为中心，根据参数构造一级局部支持域，在该支持域中，将背景单元分为四个子域，以子域中心点为中心，构造二级支持域，在该支持域中，为子域中每一个高斯点选取距离其最近的Ng个节点作为支持域；进行无单元法计算，获得观测视电阻率参数。本发明能够基于任意节点分布离散模型，快速构造支持域，提高了常规直流电阻率无单元法正演的计算效率。

摘要： 本发明提供了一种直流电阻率无单元法模拟中耦合有限单元法的边界处理方法，包括以下步骤：对二维地电模型建立范围较小的无单元法区域Ω

摘要： 本发明提供了一种直流电阻率无单元法中的背景网格自适应剖分方法，包括以下步骤：确定二维地电模型的介质、异常体、地形、电极等分布情况，建立直流电阻率无单元法计算域，利用不规则分布的节点离散地电模型；使用少量粗糙简单的初始四边形背景网格覆盖计算域，给定指导自适应剖分的控制值，背景网格根据该控制值和节点的分布情况进行自适应剖分；在每一个背景网格中布置ng个高斯积分点xg，获得该区域无单元法方程组；求解方程组获得节点电场场值，计算获得观测点的视电阻率参数。本发明能够基于任意节点分布离散模型，对任意复杂的地电模型适应性强，利用背景网格自适应剖分方法提高了常规直流电阻率无单元法正演的数值稳定性和计算效率。

摘要： 本发明提供了一种直流电阻率无单元法模拟的支持域快速构造方法，包括以下步骤：确定二维地电模型的介质、地形、电极等分布情况，建立直流电阻率无单元法计算域，利用不规则节点离散地电模型；先根据节点的x坐标再根据z坐标由小到大对所有节点进行排列编号，给定初始支持域参数；以背景单元中心点为中心，根据参数构造一级局部支持域，在该支持域中，将背景单元分为四个子域，以子域中心点为中心，构造二级支持域，在该支持域中，为子域中每一个高斯点选取距离其最近的Ng个节点作为支持域；进行无单元法计算，获得观测视电阻率参数。本发明能够基于任意节点分布离散模型，快速构造支持域，提高了常规直流电阻率无单元法正演的计算效率。