Matlab中有限元脚本程序的编程.pdf

24 计算机与数字工程 第 32卷 Matlab中有限元脚本程序 的编程 ‘ 王述成 詹琼华 (华 中科技大学 武汉 430074) 摘 要 介绍在MATLAB中进行有限元计算时脚本编程的方法。脚本编程方法比使用图形界面作图方法求解更加灵活 ，对复 杂的边界条件处理更加容易控制，它扩展了MATLAB在有限元计算方面的应用范围。 关键词 ：MATLAB 脚本 有限元 中图法分类号 ：TP301 ProgrammingoftheFiniteElementM ethodwith ScriptinMATLAB WangShucheng ZhanQionghua (HuazhongUniversityofScience＆Technology，Wuhan430074) Abstract：ThispaperintroducestheprogrammingofthefiniteelementmethodwithMATLAB．Thecomputationmethod by writingscriptismoreagilethanoneofGraphicalUserInterfaceandthiscandisposethecomplicatedboundaryproblem easily．The applicationofMATLAB onthefiniteelementmethod isextended． Keywords：MATLAB，script，finiteelementmethod Classnumber：FP301 分为两种。第一种：PDE图形用户界面 (Graphical 1 引言 UserInterface)的方法。在命令行窗 口中输 入 MATLAB是一种以矩阵为基本编程单位的数 pdetool，就会出现这个界面 ，然后在界面 中作图求 值计算工具[卜 ，既有高效的科学计算功能，又有 解。这种方法采用纯粹的作图求解，不用编写程 强大的图形处理功能，是工程应用中广泛使用的软 序，只能求解一些简单的问题。第二种 ：调用命令 件 。MATLAB中自带了有限元的工具——偏微分 行函数 (Command—LineFunctions)的方法，对于 复杂的有限元的求解可以通过编写命令行函数的 方程 工具箱 (PartialDifferentialEquationTOOL— 脚本格式来实现，本文介绍的就是这种方法。 BOX)。对于有限元的求解，MATLAB的帮助只是 MATLAB中能够求解的偏微分方程 (PDE)类 涉及了一些较简单的例子 ，对于复杂的边界的处理 型(式 1—3)及边界条件 (式 4、5)如下 ： 和一些总体的编程思路很少提及，并且对于数据结 eigenvablueproblem：一 ·(C M)+au= adu 构 (特别是几何文件)介绍的也不够。通过对 电磁 (1) 场和温度场的计算表明，如果要进行复杂的场的计 parab。licpde： 一