有限元語言及其應用

內容概要

《有限元語言及其應用》的主要內容包括：微分方程表達式，單物理場算法和多場耦合有限元算法的描述語言；元件化程序設計方法；有限元的數據結構；形函數庫，微分算子庫，單物理算法庫等。有限元語言是一種適用于有限元方法求解偏微分方程的模型語言。采用有限元語言編程就是書寫偏微分方程和算法，然后由生成器產生全部FORTRAN語言的有限元程序。

書籍目錄

前言 緒論 上篇語言篇 第1章微分方程表達式描述語言 1.1 PDE文件編寫 1.1.1 DEFI信息段 1.1.2 FUNC信息段 1.1.3 STIF信息段 1.1.4 MASS信息段 1.1.5 DAMP信息段 1.1.6 LOAD信息段 1.1.7插入Fortran源程序 1.1.8例題 1.2 CDE文件編寫 1.2.1 DEFI信息段 1.2.2 FUNC信息段 1.2.3 STIF信息段 1.2.4 MASS信息段 1.2.5 DAMP信息段 1.2.6 LOAD信息段 1.2.7插入Fortran源程序 1.2.8例題 1.3 VDE文件編寫 1.3.1 向量和矩陣說明語句 1.3.2 ARRAY說明語句 1.3.3張量運算表達式 1.3.4例題 1.4 FDE文件編寫 1.4.1 FDE文件編寫形式 1.4.2 FvECT與FMATR語句 1.4.3@1算子語句 1.4.4常用@1算子庫 1.4.5@a算子語句 1.4.6@w算子語句 1.4.7@s算子語句 1.4.8@r算子語句 1.4.9例題 1.5 FBC文件編寫 1.6 GES文件編寫 1.6.1 GES文件結構 1.6.2 GES文件編寫規(guī)則 1.6.3例題 1.6.4單元子程序 1.7 GLT文件編寫 1.7.1 DEFI信息段 1.7.2 VART信息段 1.7.3插入Fortran源程序 1.8有限體積法程序編寫 1.8.1 GVS文件結構 1.8.2 GVS文件編寫規(guī)則 1.8.3 FVS文件編寫規(guī)則 1.8.4有限體積程序基本流程 1.8.5例題 1.8.6幾種類型單元FVS文件 第2章單物理場算法描述語言 2.1 NFE文件結構 2.2 NFE文件編寫規(guī)則 2.2.1 DEFI信息段 2.2.2 COEF信息段 2.2.3 EQUATION信息段 2.2.4 SOLUTION信息段 2.2.5插入Fortran源程序 2.2.6 END結束符 2.3 NFE算法庫 2.3.1 ell.nfe 2.3.2 nell.nfe 2.3.3 parb.nfe 2.3.4 par.nfe 2.3.5 nparb.nfe 2.3.6 npar.nfe 2.3.7 wave.nfe 2.3.8 wavev.nfe 2.3.9 newmark.nfe 2.3.10 waveexp.nfe 2.3.11 nwave.nfe 2.3.12 nnewmark.nfe 2.3.13 nwaveexp.nfe 2.3.14 str.nfe 2.3.15 nstr.nfe 2.3.16 hypls.nfe 2.3.17 cbsexp.nfe 第3章 多場耦合有限元算法描述語言 3.1 GCN文件編寫 3.1.1編寫方式 3.1.2舉例說明 3.2 GCN庫 3.3 MDI文件編寫 3.3.1編寫方式 3.3.2舉例說明 第4章元件化程序設計方法 4.1有限元程序結構與元件化程序設計方法 4.1.1程序結構 4.1.2元件化程序設計方法 4.2五個元件程序 4.2.1 START元件程序 4.2.2 BFT元件程序 4.2.3 E元件程序 4.2.4 SOLV求解器 4.2.5 U元件程序— 第5章有限元數據結構 5.1有限元計算輸入數據組成簡述 5.1.1輸入數據形式 5.1.2表格文件讀寫格式 5.2單場問題有限元輸入數據 5.2.1坐標數據表格 5.2.2節(jié)點規(guī)格數表格 5.2.3指定節(jié)點位移和節(jié)點載荷信息表格 5.2.4初始值表格 5.2.5單元信息數據 5.3有限元輸入數據顯示和查詢 5.4 PRE文件 5.4.1線性穩(wěn)態(tài)例子 5.4.2非線性瞬態(tài)例子 5.4.3多場耦合例子 5.4.4 PRE文件自動編寫與修改 5.5計算結果圖形顯示POS文件 下篇應用篇 第6章固體力學 6.1線彈性小變形 6.1.1靜態(tài)問題有限元語言程序 6.1.2時間離散采用速度法格式波動問題有限元語言程序 6.1.3 時間離散采用Newmark格式波動問題有限元語言程序 6.2彈塑性小變形 6.2.1靜態(tài)問題位移作為求解未知量的有限元語言程序 6.2.2靜態(tài)問題位移和入聯(lián)立求解的有限元語言程序 6.2.3采用非關聯(lián)流動法則理論文本 6.3線性黏彈性小變形 6.3.1 GCN文件 6.3.2 MDI文件 6.3.3位移計算程序 6.3.4應力計算程序 6.4線彈性有限變形 6.4.1 GCN文件 6.4.2 MDI文件 6.4.3位移計算程序 6.4.4應力計算程序 6.5剛塑性 6.5.1穩(wěn)態(tài)問題有限元語言程序 6.5.2動態(tài)問題有限元語言程序 第7章Navier—Stokes方程 7.1穩(wěn)態(tài)混合有限元語言程序 7.1.1 GCN文件 7.1.2 MDI文件 7.1.3速度和壓力計算程序 7.2穩(wěn)態(tài)有限體積法語言程序 7.2.1 GCN文件 7.2.2 MDI文件 7.2.3速度和壓力計算程序 7.3瞬態(tài)算予分裂法 7.3.1最小二乘法有限元語言程序 7.3.2 CBS方法有限元語言程序 第8章達西流 8.1無壓滲流問題有限元語言程序 8.1.1 GCN文件 8.1.2 MDI文件 8.1.3水頭計算程序 8.1.4壓力計算程序 8.2油水兩相滲流問題有限元語言程序 8.2.1黑油模型油水兩相基本方程 8.2.2求解算法流程 8.2.3 GCN文件 8.2.4 MDI文件 8.2.5油相壓力計算程序 8.2.6飽和度計算程序 8.2.7束縛水和殘留油處理 …… 第9章電磁場 第10章結構力學 第11章溫度場 附錄A插值函數與單元類型 附錄B等參單元 附錄C數值積分 附錄D 有限元語言術語總匯 附錄E有限元語言關鍵字總匯 附錄F符號表 參考文獻 索引

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：    圖6.28為摩擦系數f，取0.2，當外部周邊壓力達到5.0kPa時塑性區(qū)擴展情況，此時塑性半徑RP為1.5m，理論值為1.6m，最大誤差約為9％。摩擦系數f分別取0.2和0.4，彈塑性交界面半徑如圖6.29所示，塑性區(qū)半徑隨圍壓力增加的關系曲線與理論解吻合較好。 算例7 簡支梁彈塑性彎曲 以矩形截面（b×2h）梁為例（圖6.30），采用理想彈塑性模型和Mises屈服準則，當he=h時，即梁跨中上下邊緣的應力剛剛達到塑性極限σs，截面處于完全彈性狀態(tài)，此時跨中彈性極限彎矩Me=2/3bh2σs；當he=0時，梁跨中截面完全進入全塑性狀態(tài)，形成塑性鉸，此時塑性極限彎矩Mp=bh2σs，有Mp=1.5Me。 算例22復雜土石壩滲流分析 如圖8.6所示一復雜土石壩，上游水位1378m、下游水位1315.47m，側面和底面邊界設為不透水邊界，模擬各個地層、土工膜、高壓旋噴水泥樁、固結灌漿加固區(qū)、心墻、過濾層、反濾層、護坡、排水、棄渣回填、石渣填筑、防滲墻、高塑性黏土、鋪蓋、墊層、防滲帷幕、保護層等結構，進行滲流分析，并與文獻中計算結果進行了對比，圖8.7為混凝土防滲墻和灌漿帷幕局部結構，計算材料參數見表8.2。

編輯推薦

《有限元語言及其應用》可作為高等院校計算數學、應用數學、計算機等理工類專業(yè)高年級本科生和研究生的參考教材，也可供相關專業(yè)的工程和技術人員參考。

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