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有限元法与matlab编程设计讲解

发布时间:2022-07-24 19:34:12

⑴ 怎样用matlab进行有限元分析

用matlab进行有限元分析的步骤:
(1) 单元划分(选择何种单元,分成多少个单元,标号) ;
(2) 构造单元刚度矩阵;
(3) 组装系统刚度矩阵(集成整体刚度矩阵) ;
(4) 引入边界条件(消除冗余方程);
(5) 解方程;
(6) 后处理(扩展计算)。

⑵ 计算流体力学有限元方法及其编程详解怎么样

有限元方法是计算流体力学的一个重要分支,在工程计算领域中的应用越来越广泛。本书内容从最基本的有限元基础知识讲起,难度逐渐加深,每一章都是针对一个计算实例进行理论讲解和公式推导的,在此基础上,每个实例都配置有十分清晰的程序代码。 毕超编着的《计算机流体力学有限元方法及其编程详解》共分8章,第1章以有限元方法求解常微分方程为例,讲解有限元方法求解微分方程的基础知识;第2章以理想流体流动为例,介绍有限元方法求解Laplace方程的方法;第3章讲述速度-压力有限元法和罚函数有限元法求解牛顿流体Navier-Stocks(简记为N-S)方程组的方法,为后续章节奠定基础;第4章讲述非牛顿流体问题的求解方法;第5章讲解考虑惯性项时N-S方程组的求解方法;第6章讲述与时间有关的流体流动问题的求解方法;第7章讲述与时间有关的热传导问题的求解方法;第8章讲述速度与温度耦合问题的有限元求解方法。 《计算机流体力学有限元方法及其编程详解》采用MATLAB语言编写计算程序,以便于读者阅读。本书可作为本科生或研究生计算流体力学课程教材,也可作为相关课程的辅导教材。
编辑推荐
毕超编着的《计算机流体力学有限元方法及其编程详解》采用新颖的理论讲解和实例编程相结合的撰写模式,讲述了计算流体力学有限元方法的基本理论。书中内容难度由浅人深,将计算实例、理论推导、编程逻辑、程序编写及结果分析有机结合,归纳简化了使用有限元方法求解计算流体力学和传热学问题的复杂烦琐过程,讲述了理想流体、牛顿流体、非牛顿流体流动问题的有限元求解方法,特别是还包括了考虑惯性项影响、非定常流动以及流热耦合等多种复杂非线性问题的求解方法。该书内容丰富、理论深入、逻辑清晰,有利于读者更加清晰地了解计算流体力学有限元方法的基本理论,不仅可以作为计算流体力学领域本科生和研究生的课程教材,而且书中内容还可以为开发具有自主知识产权的大型工程计算软件提供理论基础。该书是近些年来我国计算流体力学领域为数不多的理论和实践并重的专业性着作。

⑶ 如何用MATLAB求解有限元方法中的方程组

syms U1 U2 F1
a=[ 50 -50 0;-50 125 -75; 0 -75 75];
b=[0 U1 U2].';
c=[F1 75 75].';
[U1,U2,F1]=solve(a*b-c,U1,U2,F1)

结果
U1 =

-150

U2 =

3

F1 =

4

⑷ 有限元方法求解Helmholtz方程的边值问题,matlab编程

clc
clear
tic;
%n是行与列划分的格子数,对整个[0,1]*[0,1]有n^2个划分,can为方程中的参数k
%这里我们用1,2,3按逆时针来表示一个三角形的各个顶点
%s是一个n^2*10的关联矩阵,s(i,1)表示第i个三角形,s(i,2),s(i,3),s(i,4)分别表示第i个三角形的1,2,3所对应的顶点
%s(i,5),s(i,6);s(i,7),s(i,8);s(i,9),s(i,10)分别表示顶点1,2,3所代表的坐标
%生成关联矩阵s
%A是总刚矩阵
%声明符号变量xy
n=20;
can=20;
s=zeros(2*n^2,10);
h=1/n;
st=1/(2*n^2);
A=zeros((n+1)^2,(n+1)^2);
symsxy;
fork=1:1:2*n^2
s(k,1)=k;
q=fix(k/(2*n));
r=mod(k,(2*n));
if(r~=0)
r=r;
elser=2*n;q=q-1;
end
if(r<=n)
s(k,2)=q*(n+1)+r;
s(k,3)=q*(n+1)+r+1;
s(k,4)=(q+1)*(n+1)+r+1;
s(k,5)=(r-1)*h;
s(k,6)=q*h;
s(k,7)=r*h;
%%
%
%forx=1:10
%disp(x)
%end
%
s(k,8)=q*h;
s(k,9)=r*h;
s(k,10)=(q+1)*h;
else
s(k,2)=q*(n+1)+r-n;
s(k,3)=(q+1)*(n+1)+r-n+1;
s(k,4)=(q+1)*(n+1)+r-n;
s(k,5)=(r-n-1)*h;
s(k,6)=q*h;
s(k,7)=(r-n)*h;
s(k,8)=(q+1)*h;
s(k,9)=(r-n-1)*h;
s(k,10)=(q+1)*h;
end
end
%下面生成基函数L(i)表示第i个点顶点的基函数
%生成单刚矩阵d
%生成单刚矩阵并将其加入总纲矩阵
d=zeros(3,3);
B=zeros((n+1)^2,1);
b=zeros(3,1);
%生成A的总刚
fork=1:1:2*n^2
L(1)=(1/(2*st))*((s(k,7)*s(k,10)-s(k,9)*s(k,8))+(s(k,8)-s(k,10))*x+(s(k,9)-s(k,7))*y);
L(2)=(1/(2*st))*((s(k,9)*s(k,6)-s(k,5)*s(k,10))+(s(k,10)-s(k,6))*x+(s(k,5)-s(k,9))*y);
L(3)=(1/(2*st))*((s(k,5)*s(k,8)-s(k,7)*s(k,6))+(s(k,6)-s(k,8))*x+(s(k,7)-s(k,5))*y);
fori=1:1:3
forj=i:3
d(i,j)=int(int(((((diff(L(i),x))*(diff(L(j),x)))+((diff(L(i),y))*(diff(L(j),y))))-((can^2)*L(i)*L(j))),x,0,1),y,0,1);
d(j,i)=d(i,j);
end
end
fori=1:1:3
forj=1:1:3
A(s(k,(i+1)),s(k,(j+1)))=A(s(k,(i+1)),s(k,(j+1)))+d(i,j);
end
end
fori=1:1:3
b(i)=int(int((L(i)),x,0,1),y,0,1);
B(s(k,(i+1)),1)=B(s(k,(i+1)),1)+b(i);
end

end
%下面根据边界条件来求解有限元方程组Mx=B,齐次边界条件约掉了很多项
M=zeros((n+1)^2,n^2);
j=n^2;
fori=(n^2+n):-1:1
if((mod(i,(n+1)))~=1)
M(:,j)=A(:,i);
j=j-1;
elsecontinue
end
end
%preanswer是未知点的值是(n+1)^2*(n^2)的
preanswer=MB;
%得到所有节点的值
answer=zeros((n+1)^2,1);
j=1;
fori=1:1:(n^2+n)
if((mod(i,(n+1)))~=1)
answer(i)=preanswer(j);
j=j+1;
elseanswer(i)=0;
end
end
%%
%
%forx=1:10
%
%forx=1:10
%
%forx=1:10
%disp(x)
%end
%
%disp(x)
%end
%
%disp(x)
%end
%
%生成求解后的图
Z=zeros((n+1),(n+1));
fori=1:1:(n+1)^2
s=fix(i/(n+1))+1;
r=mod(i,(n+1));
if(r==0)
r=n+1;
s=s-1;
else
end
Z(r,s)=answer(i);
end
[X,Y]=meshgrid(1:-h:0,0:h:1);
surf(X,Y,Z);toc;
t=toc;

⑸ 结构分析的有限元法与MATLAB程序设计 里面k=stiffnessmatrix(ie,1)这段程序stiffnessmatrix什么意思怎么用

stiffnessmatrix这个是刚度矩阵的意思!

⑹ 结构分析有限元法与MATLAB程序设计

有限元法分析计算的思路和做法可归纳如下:编辑本段1) 物体离散化 将某个工程结构离散为由各种单元组成的计算模型,这一步称作单元剖分。离散后单元与单元

⑺ 用matlab进行磁场的有限元分析

1:我明白楼主的意思,你需要进行迭代优化之类的操作吧,如果你要用matlab进行有限元分析,那么就我用过的fem的工具箱来说,是无法满足复杂结构甚至一些带有自由曲面的结构的分析的。并且它也没有电磁场分析模块。
如果你还是想用matlab来做,那么就需要认真学习有限元的基础知识,先对磁场建立数学模型,然后采用算法划分网格,完成刚度矩阵的装配,从而得到最终分析结果。这是唯一的路。

2:其实有别的方法达到楼主的要求,就是 采用ansys 的 apdl 语言编程。是可以满足你的要求的。

上面的方法取决于你的研究深度,以及时间是否允许。供您参考!

⑻ Matlab如何建立三维模型进行有限元计算吗

不知道你用限元计算什么,就静/动力学力学方面来说,看过参考书,文献和博客,他们大多介绍有限元原理和数值计算方法,公式推导的确很精彩,但是包括参考书在内几乎没有人提前告诉读者这个方法的适用范围和局限性,好像默认读者已经知道。可能科班出身看来是常识的东西,对于我这种半路出家的人就是雾里看花。
就我目前看来,Matlab编程计算有限元,对于一维梁模型,二维板模型,几何模型简单的三维模型,可以编程计算。但是对于几何形状稍微复杂且不可简化的三维模型,很遗憾,基本不可能实现手动编程。第一步划分网格节点编号,工作量和复杂程度成指数形式增加。更不用说稀疏矩阵及其运算求解,非专业人士真是搞不定。
如果理解不对,希望大家指出来。

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