有限元分析程序设计.pdf

有限元分析程序设计 有限元分析程序设计是现代计算力学的核心技术之一，广泛应用于各种力学分析中。其技术实现高度依赖于计算机程序设计，故而学习有限元分析程序设计不仅要掌握理论，还要从程序设计角度对这些理论的技术实现有一个深入的了解。 §0.1 开设“有限元程序设计”课程的意义和目的 有限元分析程序设计课程的开设旨在培养学生掌握有限元数值分析技术的完善标志着现代计算力学的真正成熟和实用化。有限元分析技术已在各种力学中得到了广泛的应用，如现代结构论证、可取代部份实验、结构的各种功能分析等。 §0.2 课程特点 有限元分析程序设计课程的特点是理论性强、内容繁杂、技巧性强。理论方面包括有限元算法、构造、步骤、解的等外性、收敛性、稳定性、误差分析算法等。数据结构方面包括各向量矩阵存贮管理与实现、辅助管理结构（指针、数据记录等）等。 §0.3 课程安排 课程安排包括八个部分： ①. 单元刚度矩阵及元素设计 ②. 总刚的形式及程序设计 ③. 边界条件及程序设计 ④. 总刚线性方程组求解 ⑤. 单元应力计算 + 应力处理与改善 ⑥. 数据处理 ⑦. 变带宽存贮的优化理论 ⑧. 有限元议程全稀疏管理与求解策略 §0.4 课程要求 课程要求包括先行要求、作业要求、课程校核要求等。作业要求包括总的结构管理程序+子功能模块的编程、一个题的计算实践等。 §0.5 基本方法复习 基本方法复习包括结构化程序设计方法、有限元分析方法回顾、Fortran 语言回顾等。结构化程序设计方法包括基本结构、整体结构、函数式结构等。 基本结构：构成一个问题从输入到求解输出的基本程序形式：imput ——→ process ——→ output。三种基本形式：树形结构、选择结构、循环结构。 整体结构（算法语言系统结构）：积木式（Fortran）、嵌套式（Pascall）、函数式（C 语言）。 有限元分析方法回顾包括有限元算法、构造、步骤、解的等外性、收敛性、稳定性、误差分析算法等。 Fortran 语言回顾包括 Fortran 语言的基本语法、数据类型、控制语句、函数和子程序等。 有限元分析程序设计课程旨在培养学生掌握有限元数值分析技术的完善标志着现代计算力学的真正成熟和实用化。课程的特点是理论性强、内容繁杂、技巧性强，要求学生掌握理论和技术实现的能力。