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无网格法理论及MATLAB程序
1.5.2.2 3.2.2 含罚函数的EFGM 公式
3.2.2 含罚函数的EFGM 公式

针对方程(3.27)—(3.31),也可以采用罚函数法施加本质边界条件。含罚数的约束Galerkin 弱形式的表达式为

其中为惩罚因子矩阵,α 为人为给定的惩罚因子,可取103E~107E,E 为弹性模量。

将式(3.37)、(3.38)、(3.39)和(3.41)代入式(3.52),可得

考虑到δuT的任意性,可得:

其中:K,F 由式(3.46)和式(3.47)确定,

式(3.54)为采用罚函数法施加本质边界条件的EFGM 法的系统离散方程。罚函数的优点是只要惩罚因子为正,系数矩阵K+Kb就是对称的半正定带状矩阵,其维数与K 的维数相同。不足之处在于惩罚因子的取值对计算结果的影响很大,合适的惩罚因子需要反复试算来确定。另外,罚函数法的计算精度通常低于拉格朗日乘子法的。