用面积坐标表达的形函数

2014-09-27 18:46 作者:管理员14 来源:未知 浏览: 字号:

摘要:为了能够更好地理解形函数的概念,这里引人面积坐标。在如图39.4-9所示的三角形单元ijm中,任意一点P(x,y)的位置可以用以下三个比值来确定: 式中,为三角形单元ijm的面积; 为三角形pjm、pmj、pij的面积; 称为P点的面积坐标,显然,这三个面积坐标不是完全独

        为了能够更好地理解形函数的概念,这里引人面积坐标。在如图39.4-9所示的三角形单元ijm中,任意一点P(x,y)的位置可以用以下三个比值来确定:
                              
        式中,为三角形单元ijm的面积;为三角形pjm、pmj、pij的面积;称为P点的面积坐标,显然,这三个面积坐标不是完全独立的,
       这是由于
                    
      所以有
                        
     对于三角形Pjm,其面积为
            
    故有
        
   类似地有
 
        
        可见,前面讲述的平面三角形单元的形函数等于面积坐标
        容易看出,单元三个节点的面积坐标分别为
            
        根据面积坐标的定义,平行于jm边的某一直线上的所有节点都有相同的坐标L,,并且等于该直线至jm边的距离与节点i至jm边的距离之比,图39.4-9中给出了的一些等值线。平行于其他边的直线也有类似的情况。
       不难验证,面积坐标与直角坐标之间还存在以下变换关系:
        
      当面积坐标的函数对直角坐标求导时,有下列公式:
          
      求面积坐标的幂函数在三角形单元上的积分时,有
            
     式中,为整常数。
    求面积坐标的幕函数在三角形单元某一边上的积分值时,有
         
     式中,l为该边的长度。
 

(责任编辑:laugh521521)
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