FEPG教程:有限元方法与FORTRAN实现

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"有限元方法(有FORTRAN程序)" 是一本由清华教授曾攀编写的书籍,主要关注如何使用ANSYS与FORTRAN进行接口操作,适用于学习和理解有限元方法及FEPG软件系统。书中详细阐述了有限元方法的基本原理、软件结构、数据输入格式以及FORTRAN编程在有限元分析中的应用。 有限元方法是一种广泛应用的数值计算方法,源于结构力学,通过变分法和分片插值多项式来解决复杂的工程问题。然而,随着科技的发展,有限元方法已经超越了这些基础,比如在处理流体力学等问题时,会采用虚位移原理(弱形式)替代变分原理,并可能使用非多项式形函数以提高精度。 FEPG系统基于虚位移原理,要求用户直接写出微分方程的弱形式。在第一章中,作者介绍了如何推导不同领域微分方程的弱形式,这一过程通常需要专业知识和经验。第二章则涵盖了各种分片插值多项式形函数的表达式和推导方法,同时也指出系统支持非多项式形函数。第三章详细说明了FEPG系统中有限元分析所需的输入数据格式。第四章深入探讨了FEPG的程序结构,提供了FORTRAN源代码和详细的解释,有助于读者理解并实现自己的有限元程序。 书中的内容包括: 1. 虚位移原理(弱形式):介绍如何将偏微分方程转化为适合有限元求解的积分形式,适用于多种类型的问题,如二维和三维的热传导、静态结构分析、渗流问题以及粘性流体的Navier-Stokes方程等。 2. 形函数:涵盖了多种分片插值多项式,并讨论了使用非多项式形函数的可能性,以适应不同问题的需要。 3. 输入数据格式:解释了在FEPG系统中设置和组织有限元模型所需的输入信息。 4. FORTRAN程序结构:通过提供源代码和解析,帮助读者理解和实现有限元计算程序。 这本书不仅对有限元方法的理论进行了深入讲解,还提供了实用的编程指导,对于学习和实践有限元方法以及使用FORTRAN进行数值计算的读者来说是一份宝贵的资源。