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有限元程序设计_欣顿 欧文著 杨楚泉译_15241·3

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编者的话为了填补一方面存在于数值数学与理论应用数学之间的空白,另一方面存在于数值方法的工程应用与科学应用之间的空·白,拟订了这套新的计算数学丛书。数值主题是丛书的中心内容,因此从数值分析到数值方法在工程上的应用都是合适的题目。这套丛书是由涉及计算数学及其应用的教科书、专著和会议录组成。当然,有些书会专门化得仅限于理论或仅限于实践,然而,全部重点是要文章易读,并想使丛书中所有的书都成为便于人们学习的工具书。丛书第一卷应当是关于有限元的问题,这是适宜的。当前有限元法已经成为工程技术广泛应用的一种工具。同时,近十年来它已经引起了数学家们的极大注意,因此现在已经有了很多数学方面的理论。这样,有限元是兼有理论又有实际,就无怪平成了丛书的灵魂。将要成为有限元用户所遇到的很大困难是,从一开始编制有限元法程序的明显复杂性。目前普遍认为,实现有限元的程序设计比起像有限差分法这种对等的方法的程序设计要复杂得多,甚至它已经阻止了人们转到有限元领域里。linton和Owen博士在说明有限元程序设计的问题和易犯的错误中起到很大作用,他们清晰的介绍有助于学生们自己的应用。作者根据多年来在斯旺西对土木工程系学生讲授有限元法的经验和课题研究工作中的经验写成此书。我们认为,该丛书,尤其是本书将会成为此类文献的一个重要补充。J.R.怀特曼布鲁内尔大学1977年1月序言有限元法已经吸引着来自不同学科,包括工程技术、数学和计算机科学的各种理论工作者和实际工作者。现有有限元教科书强调的是有限元法的基本理论方面,以提出的各种应用去说明这种技术的重要实用性。然而,任何从事过有限元程序的人都能证明,在基本理论与一个工作的计算机代码程序之间有一个巨大的鸿沟。的确,某些有限元教科书,几乎是事后的想法,通常在附录中提出了有限元计算机程序,但没有一本教科书是专门讲述程序设计方面技术的。考虑到这些情况,我们决定写一本详细描述三个特意编写的有限元程序的书,其基本目的是,使这些程序能够帮助读者克服从理论到程序之间这个令人讨厌的一步,从而使他能够在他自已的环境中针对自已的特殊应用来编制(或者至少要鉴别)程序。在程序编制中,重点放在简单、易懂和实用上,单元的型式始终只采用了一种,就是抛物线等参元。这个由曲边组成的,经反复验证的,好的单元可以使我们用以说明全部有限元计算机程序的特征,尤其是数值积分的作用。方程求解采用的是非常有效的波前解法。本书在很大程度上要归功于做出卓越工作的Bruce Irons,.他不仅在有限元法上建立了许多分析工作的基础,而且还提出使该法成为一种实用工具所必需的程序设计方法。尤其是我们承认Irons教授是波前解法和抛物线等参元的创始人,他还使我们注意了有限元程序中差错诊断的重要性。我们愿意利用这一机会向一些直接或间接对我们有所帮助的人表示感谢:O.C.Zienkiewicz教授,他一年多来曾极大地激
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