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学好有限元需要哪些数学基础

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  • 如果对结构有限元分析感兴趣,应该从材料力学、弹性力学开始。

    对应力、应变、平衡方程、本构关系、位移-应变关系等知识有了了解以后,可以学习变分法的知识,推荐看钱伟长先生的《变分法及有限元》。

    有了力学和变分学基础,就可以看一些比较基础的有限元书籍了,比如Zienkiewicz先生的《有限元方法》(有中文版),里面用到的数学知识不多。

    如果想对有限元的收敛性分析、稳定性分析有比较深入的了解,需要看有限元数学理论方面的专著,这时需要对泛函分析、Sobolev空间比较熟悉。

    当然只想解决工程问题,不必往这个方向发展。

    如果想搞点非线性问题,要学习连续介质力学,了解大变形情况下的位移-应变关系,各种应力的度量方式、各种材料的本构关系等,清华大学出的《连续体和结构的非线性有限元》写得不错。学习有限元最好的方法是自己编程序。这些程序不要求效率多高,适用性多好。

    这些是以后的事情,对学习有限元基础知识来说,只要能算对就可以了。

    里面涉及到线性代数和数值分析的知识,比如数值积分,方程组求解。

    至于编程语言可以随便选择,但为了能利用前人的程序及以后的二次开发,建议使用Fortran。

    2023-10-23 17:56:40
  • 理论力学和材料力学是其基石;有限元法需要有一定的数学基础,如矩阵知识(像数学物理方程等课程也是基础了)。

    我校力学系在这两门课先行之后即开设振动力学和弹性力学两门课。本科的最后一年开设有限元。(有限元不是数学,在力学系的学习中是以解决力学问题为背景提出的,诸如在复杂桁架结构中可能遇到刚度矩阵等)

    2023-10-23 17:56:40
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