4.4.3. Численное решение
Описанный выше алгоритм включает данные, относящиеся к дискретизации поверхности внутренней области. Метод получения таких величин, который в общих чертах описан в гл. 15, связан с программированием для ЭВМ. Как и прежде, на первом этапе получается определенная система линейных алгебраических уравнений, учитывающих граничные условия рассматриваемой задачи. Поэтому уравнения (4.19) и (4.20) или (4.22) и (4.23) в случае N узлов на границе можно использовать для получения следующей системы уравнений:
Здесь индексы s и v означают, что соответствующие величины
получаются на основе данных, относящихся только к точкам поверхности
или к точкам поверхности и объема
есть
-мерный, вектор-столбец, соответствующий числу
компонент данных поверхностных смещений, которые обычно содержат известные граничные смещения в узлах границы;
есть
-мерный вектор-столбец, соответствующий числу
компонент данных поверхностных усилий, которые могут включать известные усилия в
граничных узлах;
матрица нулей, связанная с условиями равновесия (вспомогательное условие);
С — двумерный вектор - столбец с компонентами
матрицы коэффициентов
имеют размеры
соответственно; векторы неизвестных усилий
и известных объемных сил
имеют размерности
соответственно;
суть матрицы размером
включающие весовые функции (длину и площадь) поверхностных элементов и внутренних ячеек соответственно;
полное число граничных узлов и внутренних узлов соответственно; а — масштабирующий коэффициент, на который уравнения для смещений умножаются так, чтобы все коэффициенты в матрице оказались величинами одного порядка.
Решение системы (4.34) даст значения
и С для определенного допустимого набора значений
Получив значения
мы можем по формулам
вычислить смещения, деформации и напряжения во внутренних точках.