边界元法数值方法是一种用于求解工程领域中偏微分方程的数学工具。这一方法通过将问题的边界离散化,将原本需要在整个域内求解的高维问题转化为边界上的低维问题。这种方法具有数学处理简洁、计算效率高的优点,因而在许多工程问题中得到了应用。 在具体应用上,边界元法可以解决工程中常见的弹性力学、流体力学以及电磁学等问题。它特别适用于那些具有无限或半无限边界条件的问题,例如地基工程、土壤-结构相互作用、声学、热传导和流体流动等领域。 边界元法的数学原理基于格林公式或者高斯散度定理,将偏微分方程转化为边界上的积分方程。这使得边界元法可以在比有限元法更少的未知量情况下求解问题,因为有限元法需要在整个域内布置网格,而边界元法则只需要在边界上布置。这种方法尤其适合于处理形状复杂的边界问题。 在工程应用中,边界元法可以用来进行结构的强度和稳定性分析,预测建筑在地震等极端条件下的行为。此外,该方法也用于分析不规则形状的波导问题,以及电磁场和电势的分布问题,比如在电磁兼容性和高频电子设备设计中的应用。在流体力学方面,边界元法可以模拟不可压缩和可压缩流体的流动,适用于管道流、外部绕流等问题的分析。 边界元法的关键优点包括计算精度高、所需的存储空间小、计算速度快,特别是在处理无限域问题时,边界元法可以避免有限元法中可能出现的截断误差。尽管如此,边界元法也有其局限性,比如对于某些类型的边界条件处理不如有限元法灵活。 在工程应用中,边界元法通常需要结合工程软件实现数值计算。现代边界元法软件通常具备丰富的预处理、求解和后处理功能,使得工程师可以更加便捷地使用边界元法解决实际问题。 边界元法的发展在一定程度上也推动了相关数学理论和数值分析方法的发展。例如,快速多极子技术的发展,极大地提高了边界元法在大型问题计算时的效率。同时,随着计算机技术的快速发展,边界元法的实用性和计算规模也在不断提升,为更复杂的工程问题提供了可行的数值解决方案。
2025-10-10 16:51:26 1.62MB 边界元法 工程应用
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本书由T. Cebeci撰写,专注于湍流模型及其在边界层流动中的应用,提供了高效的数值方法和计算机程序。书中详细阐述了控制方程和数值解法,尤其是交互式边界层方法。作者通过附带的CD-ROM提供了与书内容相关的计算机程序,包括Cebeci–Smith和k–ε湍流模型、面板方法、逆边界层方法和交互式边界层方法等。书中还包含对计算程序的使用和结果分析的介绍。尽管书中内容在某些方面重复了作者之前作品的内容,但其对湍流模型的深入探讨和数值方法的应用仍然具有一定的参考价值。 湍流作为自然界和工程应用中常见的现象,由于其复杂的流动特性,长期以来一直是流体力学研究的重点和难点。湍流模型和数值方法的发展为理解和预测湍流流动提供了强有力的工具。本书由T. Cebeci所著,深入探讨了湍流模型在边界层流动中的应用,同时介绍了高效的数值方法以及相关的计算机程序。 书中首先详细阐述了控制方程和数值解法,特别是在边界层理论框架下的应用。控制方程是描述流体运动的基本方程,包括质量守恒、动量守恒和能量守恒定律。数值解法则是将这些连续的微分方程离散化,通过计算机进行求解。这要求对微分方程进行适当的近似处理,并采用适当的方法进行数值离散,如有限差分法、有限体积法等。 书中特别介绍了Cebeci–Smith湍流模型和k–ε湍流模型这两种广泛使用的模型。Cebeci–Smith模型是由作者与其他研究者共同提出的,适用于对数律层和尾流区的湍流模拟。k–ε模型是基于湍流动能(k)和湍流耗散率(ε)的半经验模型,因其简单性和较好的通用性,被广泛应用于工程湍流计算。 除了湍流模型,本书还介绍了多种边界层计算方法。其中,交互式边界层方法值得关注,这种方法通过结合无粘面板法和边界层法,可以交互式地求解流体运动问题。该方法适用于复杂的几何形状和流体运动条件,能够提供对流场细节更深入的认识。 此外,书中还提供了相应的计算机程序,包含了Cebeci–Smith和k–ε湍流模型、面板方法、逆边界层方法和交互式边界层方法等。这些程序都可以在附带的CD-ROM中找到,并且随书附带有样本输入文件和对应的输出文件。这对于读者而言,既是一种学习工具,也是一种实践平台。通过实际操作这些程序,读者可以更好地理解和掌握湍流模型和数值方法的应用。 尽管书中内容在某些方面重复了作者之前作品的内容,但其深入探讨湍流模型的细节和数值方法的应用,仍然具有很高的参考价值。书中不仅讨论了理论和模型,更重要的是通过计算机程序的实际应用,将理论知识转化为解决实际问题的能力。 本书的出版和计算机程序的提供,标志着湍流模型和数值方法应用的进一步深化,也体现了将科学研究成果转化为工程实践应用的趋势。这对于流体力学研究者和工程师来说,是一本不可或缺的参考书。通过这本书,读者可以学习到如何有效地应用湍流模型和数值方法解决复杂的流体动力学问题,特别是边界层流动问题。
2025-04-22 08:48:18 193KB 湍流模型 数值方法 计算机程序
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散体单元法的基本原理数值方法及程序,很不错的资料哦。
2024-05-09 11:15:43 4.96MB
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高斯牛顿迭代法matlab代码
2024-05-03 17:48:26 8KB 系统开源
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欧拉公式求长期率的matlab代码黎曼解算器 代码段摘自Eleuterio F. Toro的Riemann解算器和“流体动力学数值方法” ,其中详细讨论了CFD的要点。 线性对流(ch2&ch5&ch13) 同时检查了平滑和不连续的初始速度曲线。 确切的解决方案很简单,只是沿特征线追溯即可。 采用不同的方案进行比较: CIR 弗里德里希斯(Lax-Friedrichs) Lax-Wendroff 暖光 戈杜诺夫 WAF 用法: 编译: g++ smooth.cc -std=c++11 -o advection.out或g++ discontinuous.cc -std=c++11 -o advection.out 执行: ./advection.out 情节: python3 animate.py data1.txt data2.txt ( data1.txt和data2.txt是您要比较的两种情况) Invisid Burgers方程(ch2和ch5) 仅检查不连续的初始速度曲线。 从分析上讲,确切的解决方案是冲击波或稀疏波。 采用不同的方案进行比较: CIR 弗里德里希斯(Lax-
2024-01-08 12:25:13 122KB 系统开源
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王勖成老师编写的有限元书方法和基于有限元的数值分析类的书籍,是一本经典的教材。
2023-06-07 21:06:32 11.02MB 王勖成 有限单元法
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matlab开发-速度估计的数值方法。用几种不同的方法进行数值微分。
2023-03-21 19:49:36 35KB Simulink基础
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例:3.14的2进制浮点数转换 3.14=314×10-2(10进制浮点数) → 浮点数运算的程序举例,参考12.10节 X002  FNC 12  MOVP K314 D 0  FNC 12   MOVP K -2 D 1 DEBIN D 0 D 10 314×10 -2 2进制浮点数 314×10 -2 [D1] [D0] FNC 119504
2023-03-01 21:12:32 16.84MB 三菱PLC
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这里是 ShowMeAI 持续分享的【开源eBook】系列!内容覆盖机器学习、深度学习、数据科学、数据分析、大数据、Keras、TensorFlow、PyTorch、强化学习、数学基础等各个方向。整理自各平台的原作者公开分享(审核大大请放手) ◉ 简介:数值算法从『可计算的量』中近似地计算出『难以处理的量』,或者说,从数据中推断出一个潜在的量。因此计算程序可被视作 learning machine,使用贝叶斯推理来建立更灵活有效的计算算法。概率数值计算正式确立了『机器学习』和『应用数学』之间的联系。本书提供了大量的背景材料(还有数据、工作实例、练习及解答),更适用于AI、CS、统计学、应用数学的研究生。 ◉ 目录: 第一章:数学背景 第二章:整合 第三章:线性代数 第四章:局部优化 第五章:全局优化 第六章:求解常微分方程 第七章:前沿 第八章:习题答案
2022-12-31 12:25:23 3.65MB 人工智能 线性代数 数学 概率论
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An Introduction to Programming and Numerical Methods in MATLAB(MATLAB编程与数值方法简介原文教材)
2022-11-10 22:03:34 1.96MB matlab
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