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有限差分法(Finite Difference)、有限体积法(Finite Volume)、有限元法(Finite element)怎样辨析 有限元分析有什么作用?

有限差分法(Finite Difference)、有限体积法(Finite Volume)、有限元法(Finite element)怎样辨析

三者各有所长: 有限差分法:直观,理论成熟,精度可选。但是不规则区域处理繁琐,虽然网格生成可以使FDM应用于不规则区域,但是对区域的连续性等要求较严。使用FDM的好处在于易于编程,易于并行。 有限元方法:适合处理复杂区域,精度可选。缺憾在于内存和计算量巨大。并行不如FDM和FVM直观。不过FEM的并行是当前和将来应用的一个不错的方向。 有限容积法:适于流体计算,可以应用于不规则网格,适于并行。但是精度基本上只能是二阶了。FVM的优势正逐渐显现出来,FVM在应力应变,高频电磁场方面的特殊的优点正在被人重视。 比较一下: 有限容积法和有限差分法:一个区别就是有限容积法的截差是不定的(跟取的相邻点有关,积分方法离散方程),而有限差分就可以直接知道截差(微分方法离散方程)。 有限容积法和有限差分法最本质的区别是,前者是根据积分方程推导出来的(即对每个控制体积分),后者直接根据微分方程推导出来,所以前者的精度不但取决于积分时的精度,还取决与对导数处理的精度,一般有限容积法总体的精度为二阶,因为积分的精度限制,当然有限容积法对于守恒型方程导出的离散方程可以保持守恒型;而后者直接由微分方程导出,不涉及积分过程,各种导数的微分借助Taylor展开,直接写出离散方程,当然不一定有守恒性,精度也和有限容积法不一样,一般有限差分法可以使精度更高一些。 当然二者有联系,有时导出的形式一样,但是概念上是不一样的。 至于有限容积法和有限元相比,有限元在复杂区域的适应性对有限容积是毫无优势可言的,至于有限容积的守恒性,物理概念明显的这些特点,有限元是没有的。目前有限容积在精度方面与有限元法有些差距。 有限元方法比有限差分优越的方面主要在能适应不规则区域,但是这只是指的是传统意义上的有限差分,现在发展的一些有限差分已经能适应不规则区域。对于椭圆型方程,如果区域规则,传统有限差分和有限元都能解,在求解效率,这里主要指编程负责度和收敛快慢、内存需要,肯定有限差分有优势。

有限元分析有什么作用?

解偏微分方程。
随着市场竞争的加剧,产品更新周期愈来愈短,企业对新技术的需求更加迫切,而有限元数值模拟技术是提升产品质量、缩短设计周期、提高产品竞争力的一项有效手段,所以,随着计算机技术和计算方法的发展,有限元法在工程设计和科研领域得到了越来越广泛的重视和应用。
已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效途径,从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算,其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源和科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。

扩展资料:
基本特点:
有限元方法与其他求解边值问题近似方法的根本区别在于它的近似性仅限于相对小的子域中。20世纪60年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫(Clough)教授形象地将其描绘为:“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函数”,即有限元法是Rayleigh Ritz法的一种局部化情况。
不同于求解(往往是困难的)满足整个定义域边界条件的允许函数的Rayleigh Ritz法,有限元法将函数定义在简单几何形状(如二维问题中的三角形或任意四边形)的单元域上(分片函数),且不考虑整个定义域的复杂边界条件,这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。
参考资料来源:百度百科——有限元分析

本构模型与有限元分析有什么关系

有限元建模的准则有限元建模的总则是根据工程分析的精度要求,建立合适的,能模拟实际结构的有限元模型.在连续体离散化及用有限个参数表征无限个形态自由度过程中不可避免的引入了近似.为使分析结果有足够的精度,所建立的有限元模型必须在能量上与。

常用的有限元分析软件有什么?

比较常用的有ANSYS,Patran/Nastran,Abaqus,Hypermesh等等,这几种软件基本功能都类似,只是界面操作方式不同而已。
关键跟行业相关:
ANSYS:出身于压力容器,在多物理场耦合方面有优势
Patran/Nastran:出身于NASA,所以航空航天都用这个软件
Abaqus:主要在非线性处理比较有优势
Hypermesh:主要做有限元的前后处理,前后处理功能很强,汽车行业用的最多。目前也带有求解器,但其计算结果暂时还不太被人认可。

怎样求1/cosx的不定积分

解答如下:
secx=1/cosx
∫secxdx=∫1/cosxdx=∫1/(cosx的平方)dsinx
=∫1/(1-sinx的平方)dsinx
令sinx=t代人可得:
原式=∫1/(1-t^2)dt=1/2∫[1/(1-t)+1/(1+t)]dt
=1/2∫1/(1-t)dt+1/2∫1/(1+t)dt
=-1/2ln(1-t)+1/2ln(1+t)+C
将t=sinx代人可得
原式=[ln(1+sinx)-ln(1-sinx)]/2+C
相关公式:
1、函数的和的不定积分等于各个函数的不定积分的和;即:设函数 
 及 
 的原函数存在,则

2、求不定积分时,被积函数中的常数因子可以提到积分号外面来。即:设函数 
 的原函数存在, 
 非零常数,则

扩展资料
不定积分的解题技巧:
1、利用不定积分概念性质和基本积分公式求不定积分
这种方法的关键是深刻理解不定积分的概念、基本性质,熟练掌握、牢记不定积分的基本积分公式,当然包括对微分公式的熟练应用。
2、利用换元积分法求不定积分
换元积分法是求不定积分最主要的方法之一,有两类,第一类换元积分法通常称“凑”微分法,实质上是复合函数求导运算的逆运算,通
过“凑”微分,使新的积分形式是基本积分公式或扩充的积分公式所具有的形式,从而求得所求积分。
第二类换元积分法是直接寻找代换x=φ(t),φ(t)单调
可导,使代换后的新积分容易求出,一般来说寻找代换x=φ(t)不是一件容易的事,这就注定不定积分的计算一般都很困难,只有通过大量练
习才能熟练掌握。
3、利用倒代换求不定积分
倒代换是换元积分法的一种,利用倒代换,常可消去被积函数的分母中的变量因子,或者化解被积函数,使不定积分容易求出。
4、有理函数的积分法
用待定系数法化被积函数为部分方式之和,再对每个部分分式逐项积分。