四阶椭圆特征值形状优化问题的数值方法

四阶椭圆特征值形状优化问题的数值方法

论文摘要

最优形状设计问题在科学与工程中具有重要的应用背景,数值求解此类问题具有一定的挑战性.在本篇论文中,我们考虑用数值方法求解二阶椭圆特征值优化问题,研究了含面积约束和面积无约束两种模型问题.我们给出了区域积分和边界积分两种欧拉导数表达式.基于有限元方法离散特征值问题和梯度下降流,我们给出了算例.我们考虑两类四阶椭圆特征值优化问题的数值解法.我们采用非协调有限元方法来逼近四阶问题,然后给出了梯度下降流算法,以及四阶固支板特征值和四阶屈曲板特征值问题的数值算例.

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  •   1.1 研究意义
  •   1.2 研究背景及现状
  • 第二章 准备工作
  •   2.1 Sobolev空间
  •   2.2 形状灵敏度分析
  •   2.3 协调有限元方法
  •   2.4 非协调有限元方法
  • 第三章 二阶椭圆特征值问题的形状灵敏度分析
  •   3.1 Dirichlet型二阶椭圆特征值优化问题欧拉导数的区域积分表达式
  •   3.2 Dirichlet型二阶椭圆特征值优化问题欧拉导数的边界积分表达式
  •   3.3 Neumann型二阶椭圆特征值优化问题欧拉导数的区域积分表达式
  •   3.4 Neumann型二阶椭圆特征值优化问题欧拉导数的边界积分表达式
  • 第四章 二阶椭圆特征值优化问题的数值算例
  •   4.1 二阶椭圆特征值问题的协调有限元离散
  •   4.2 梯度下降流及其协调有限元离散
  •   4.3 Dirichlet型二阶椭圆特征值优化问题区域导数的数值算例
  •   4.4 Dirichlet型二阶椭圆特征值优化问题边界导数的数值算例
  • 第五章 四阶椭圆问题的形状灵敏度分析
  •   5.1 四阶固支板特征值问题欧拉导数的边界积分表达式
  •   5.2 四阶固支板特征值问题欧拉导数的区域积分表达式
  •   5.3 四阶屈曲板特征值的欧拉导数
  • 第六章 四阶椭圆特征值优化问题的数值算例
  •   6.1 四阶固支板特征值问题的Morley有限元离散及优化数值算例
  •   6.2 四阶屈曲板特征值问题的Morley有限元离散及优化数值算例
  • 第七章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 耿静静

    导师: 朱升峰

    关键词: 固支板,屈曲板,特征值问题,形状优化,有限元方法,欧拉导数

    来源: 华东师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,数学

    单位: 华东师范大学

    分类号: O241.82

    总页数: 51

    文件大小: 6505K

    下载量: 41

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