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Mathematica在结构分析中的应用

董震  
【摘要】: Mathematica是美国Wolfram Research公司开发的优秀数学软件,它是当今世界用于科技计算的难得的一个完全集成环境下的符号运算系统。它拥有的不仅是数值计算能力,还有强大的符号推导能力,是科学计算、结构分析的有力工具。很多国内外科学家在各自的领域中应用它解决各类科学问题。 在结构分析中,矩形层合板的振动控制问题相对复杂。目前仅局限于有特殊边界条件的古典板理论,很少有文章涉到各种边界条件的高阶板理论。本文将利用Mathematica的计算环境,编制结构分析程序,在各种边界条件下,应用多种板理论求解各向异性矩形层合板的振动控制问题。 在数值计算领域,Fortran是最早使用和最通行的语言,程序能够高效执行。但它没有符号推导功能。Mathematica虽有强大的符号计算功能,但执行速度严重受到限制。本文将使Mathematica与Fortran语言相结合,在前者推导公式,到后者进行数值求解,集成双方优势,克服单一语言的不足。 随着计算技术的发展,有限元法在土木工程及其它许多领域中得到了越来越广泛的应用。但用C语言,或Fortran编写有限元程序少则上百行,多则数千行。不但编写修改麻烦而且冗长难懂。本文将使用Mathematica,Visual Fortran,Imsl的混合编程技术编制新型的有限元程序。充分发挥各种语言的优点,使程序具有代码少,精度高,结构化程度高,简单易懂的特点。


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