The situation of multi-region problem may often appear when boundary element method (BEM) is applied in practical problems especially in VLSI-CAD.It is difficult to deal with this problem if traditional methods are us...The situation of multi-region problem may often appear when boundary element method (BEM) is applied in practical problems especially in VLSI-CAD.It is difficult to deal with this problem if traditional methods are used. Particularly,when the problem to be solved contains a lot of materials, the advantages of usingBEM such as simplicity) convenience and rapidity will be weakened due to the complexity of solving complex boundary element equation. In this paper a distributedalgorithm for multi-region problem in BEM is presented. This algorithm has beenimplemented in a distributed system consisting of 3 workstations to extract VLSIlayout parameters. The results show that the calculation time of this distributedalgorithm is less than that of the traditional methods. The results also demonstratethat this algorithm can speed up the computation and has the features of parallelismand high efficiency.展开更多
研究了复杂微细导线电容矩阵提取边界元法(boundary element method,BEM)的边界离散问题以及增强计算精度和数值稳定性的有效措施,分析了开阔边界尺寸、开阔边界离散、导线离散对计算精度的影响以及伪解、矩阵奇异性问题,提出了基于导...研究了复杂微细导线电容矩阵提取边界元法(boundary element method,BEM)的边界离散问题以及增强计算精度和数值稳定性的有效措施,分析了开阔边界尺寸、开阔边界离散、导线离散对计算精度的影响以及伪解、矩阵奇异性问题,提出了基于导线离散迭代和开阔边界迭代两阶段自动迭代边界元算法(automatic iterative boundary element method,AIBEM),并结合实例阐述了全域法和区域分解法两种多层介质问题系数矩阵生成方法。研究结果表明,边界环内生成的系数矩阵存在误差均衡协调问题,对复杂模型需合理选择各线段离散单元数及开阔边界尺寸,通过AIBEM可以获得经济的离散参数,有效避免矩阵奇异性,并提高收敛稳定性。将计算结果与有限元法、解析法、传输线法、矩量法进行了对比分析,证实了算法的可靠性。展开更多
隧道开挖后形成的复杂地质结构导致边坡内部应力场分布极不规则,尤其是近开挖面区域存在强烈的应力集中和近奇异现象,这使得传统的数值模拟方法难以准确捕捉和模拟这些区域的应力状态,进而无法精确预测边坡的变形行为。因此,提出扁平状...隧道开挖后形成的复杂地质结构导致边坡内部应力场分布极不规则,尤其是近开挖面区域存在强烈的应力集中和近奇异现象,这使得传统的数值模拟方法难以准确捕捉和模拟这些区域的应力状态,进而无法精确预测边坡的变形行为。因此,提出扁平状断面高速公路隧道边坡稳定性数值模拟方法。利用边界元法(Boundary Element Method,BEM)求解扁平状断面高速公路隧道边坡内部应力场,克服近奇异问题,确保边界条件的可靠性及初始应力状态的真实性。随后,将BEM数据融入有限元模型(Finite Element Model,FEM),通过精细网格与强大计算力,全面模拟边坡变形过程及其稳定性状态。最后,将FEM的模拟结果作为输入,运用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行全局搜索,以识别出最危险的滑动面,从而实现对边坡稳定性的精准监测。实验结果表明,上述方法能够有效提升模拟精度,为工程设计加固提供坚实依据。展开更多
由于水底和水面的影响,结构在有限水深环境中的辐射声场与在自由空间中的辐射声场有很大区别。为了更高效准确地分析有限水深环境中大规模结构的辐射声场,文章构建一种快速边界元法(boundary element method,BEM)。采用宽频快速多极算...由于水底和水面的影响,结构在有限水深环境中的辐射声场与在自由空间中的辐射声场有很大区别。为了更高效准确地分析有限水深环境中大规模结构的辐射声场,文章构建一种快速边界元法(boundary element method,BEM)。采用宽频快速多极算法对计算过程进行加速处理,针对算法中最为耗时的M2L/F2H变换过程,通过建立判定准则将均匀层格林函数中的多阶虚源分为近场和远场,从而设计不同求解方案,极大减少M2L/F2H的变换次数,显著提高求解效率。数值算例验证了文章方法的准确性和高效性,并体现出该方法在浅海声学分析中的工程潜力。展开更多
文摘The situation of multi-region problem may often appear when boundary element method (BEM) is applied in practical problems especially in VLSI-CAD.It is difficult to deal with this problem if traditional methods are used. Particularly,when the problem to be solved contains a lot of materials, the advantages of usingBEM such as simplicity) convenience and rapidity will be weakened due to the complexity of solving complex boundary element equation. In this paper a distributedalgorithm for multi-region problem in BEM is presented. This algorithm has beenimplemented in a distributed system consisting of 3 workstations to extract VLSIlayout parameters. The results show that the calculation time of this distributedalgorithm is less than that of the traditional methods. The results also demonstratethat this algorithm can speed up the computation and has the features of parallelismand high efficiency.
文摘研究了复杂微细导线电容矩阵提取边界元法(boundary element method,BEM)的边界离散问题以及增强计算精度和数值稳定性的有效措施,分析了开阔边界尺寸、开阔边界离散、导线离散对计算精度的影响以及伪解、矩阵奇异性问题,提出了基于导线离散迭代和开阔边界迭代两阶段自动迭代边界元算法(automatic iterative boundary element method,AIBEM),并结合实例阐述了全域法和区域分解法两种多层介质问题系数矩阵生成方法。研究结果表明,边界环内生成的系数矩阵存在误差均衡协调问题,对复杂模型需合理选择各线段离散单元数及开阔边界尺寸,通过AIBEM可以获得经济的离散参数,有效避免矩阵奇异性,并提高收敛稳定性。将计算结果与有限元法、解析法、传输线法、矩量法进行了对比分析,证实了算法的可靠性。
文摘隧道开挖后形成的复杂地质结构导致边坡内部应力场分布极不规则,尤其是近开挖面区域存在强烈的应力集中和近奇异现象,这使得传统的数值模拟方法难以准确捕捉和模拟这些区域的应力状态,进而无法精确预测边坡的变形行为。因此,提出扁平状断面高速公路隧道边坡稳定性数值模拟方法。利用边界元法(Boundary Element Method,BEM)求解扁平状断面高速公路隧道边坡内部应力场,克服近奇异问题,确保边界条件的可靠性及初始应力状态的真实性。随后,将BEM数据融入有限元模型(Finite Element Model,FEM),通过精细网格与强大计算力,全面模拟边坡变形过程及其稳定性状态。最后,将FEM的模拟结果作为输入,运用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行全局搜索,以识别出最危险的滑动面,从而实现对边坡稳定性的精准监测。实验结果表明,上述方法能够有效提升模拟精度,为工程设计加固提供坚实依据。
文摘由于水底和水面的影响,结构在有限水深环境中的辐射声场与在自由空间中的辐射声场有很大区别。为了更高效准确地分析有限水深环境中大规模结构的辐射声场,文章构建一种快速边界元法(boundary element method,BEM)。采用宽频快速多极算法对计算过程进行加速处理,针对算法中最为耗时的M2L/F2H变换过程,通过建立判定准则将均匀层格林函数中的多阶虚源分为近场和远场,从而设计不同求解方案,极大减少M2L/F2H的变换次数,显著提高求解效率。数值算例验证了文章方法的准确性和高效性,并体现出该方法在浅海声学分析中的工程潜力。
