愤愤熊 发表于 2019-2-19 20:07:43

钱伟长 变分法与有限元中的疑问

小弟不才 ,这个为什么是负号,花生大侠能解释下吗,实在查不到了!

疯子在雨中咆哮 发表于 2019-2-20 07:24:00

向量曲面积分,有方向性,要么从里朝外,要么从外向里,这个式子里可能隐含了这个动作 "Tn+=-Tn-", ‘T’ 是指边界, ‘n’ 是法相向量,‘n’ 右侧的负号指方向,右式左侧的负号对应着你式子里冒出的负号。若文中提边界的封闭性是为引出曲面光滑连续,这个负号是可以这么加的。

接下就讨论一下为什么要翻过来。在有限元里,通常当你推出边界积分的时候,这个边界上流量的流向是由内指向外,这个流量是个广义的流量,在固体上是指力,在传热中是指热量,在流体里就是指流量。

然而,在有限元中,边界积分的作用通常是为了引入自然边界条件,而这个自然边界条件,就是上句提到的流量,是一个外界施加在计算区域上的载荷,这个流量就是由外指向内的。

为了保持这个边界积分与流量在全局坐标方向上的一致性,需要在式子上反转一下。也就是说如果你不在式子上反转,你在加边界条件的时候,要在流量上加个负号,把推力变成拉力,把进水变出水,才能得到正确的结果,但这样方向的物理意义就给破坏了。

我不能保证这个解释对应着你给出的式子,但是在有限元中,在有限元里中的边界积分,在边界积分时冒出来一个莫名奇妙的负号,如果没其它的解释,就先这样理解吧,如果不在这里,前后也会遇上。
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