1 はじめに−微分方程式と近似解法
1-1 数理解析学の考え方−本書の立場
1-2 現象の微分方程式による記述の例
1-3 差分法の考え方
1-4 有限要素法について
1-5 演習問題
2 微分方程式と変分原理
2-1 微分方程式と弱形式
2-2 変分原理
2-3 基本境界条件と自然境界条件
2-4 解の存在と一意性
2-5 演習問題
3 Ritz-Galerkin法
3-1 近似関数
3-2 Galerkin法
3-3 Ritz法
3-4 近似解の微分可能性と自然境界条件の処理
3-5 誤差最小の原理
3-6 従来のRitz-Galerkin法と差分法の問題点
3-7 連立1次方程式の解の存在と一意性について
3-8 演習問題
4 簡単な1次元有限要素モデル
4-1 近似関数の構成
4-2 要素マトリックスの計算
4-3 近似方程式の組み立て−直接剛性法
4-4 近似方程式の具体例
4-5 演習問題
5 簡単な2次元有限要素モデル
5-1 近似関数の構成
5-2 要素マトリックスの計算
5-3 近似方程式の組み立てと具体例
5-4 有限要素法の基本的考え方
5-5 まとめ
5-6 演習問題
6 連立1次方程式の解法
6-1 はじめに−いろいろな解法
6-2 Gaussの消去法の原理
6-3 Gaussの消去法のプログラミング
6-4 対称なバンド・マトリックスに対するGaussの消去法
6-5 線形反復法
6-6 おわりに
6-7 演習問題
7 有限要素法のプログラミング
7-1 インプット・データ
7-2 要素係数マトリックスなどの作成
7-3 全体係数マトリックスなどの作成と連立1次方程式の解き方
7-4 アウトプット(出力)および注意事項
7-5 プログラム例
7-6 プログラムの使用例
7-7 対称なバンド・マトリックスを利用したプログラム例
7-8 おわりに
7-9 演習問題
8 いろいろな有限要素モデル
8-1 1次元高次要素
8-2 高次3角形要素
8-3 長方形要素
8-4 3次元要素
8-5 1次元の4階の方程式に対する有限要素
8-6 有限要素法における積分計算
8-7 アイソパラメトリック要素
8-8 演習問題
9 有限要素法の離散化誤差
9-1 はじめに
9-2 微分方程式と有限要素近似
9-3 1階導関数の誤差評価
9-4 関数自体の誤差評価−Nitscheの技巧
9-5 補足
9-6 演習問題
10 付録A 数学的事項
10-1 Greenの公式
10-2 内積演算
10-3 面積座標の積分公式
11 付録B Cによるプログラム例
12 演習問題略解
1-1 数理解析学の考え方−本書の立場
1-2 現象の微分方程式による記述の例
1-3 差分法の考え方
1-4 有限要素法について
1-5 演習問題
2 微分方程式と変分原理
2-1 微分方程式と弱形式
2-2 変分原理
2-3 基本境界条件と自然境界条件
2-4 解の存在と一意性
2-5 演習問題
3 Ritz-Galerkin法
3-1 近似関数
3-2 Galerkin法
3-3 Ritz法
3-4 近似解の微分可能性と自然境界条件の処理
3-5 誤差最小の原理
3-6 従来のRitz-Galerkin法と差分法の問題点
3-7 連立1次方程式の解の存在と一意性について
3-8 演習問題
4 簡単な1次元有限要素モデル
4-1 近似関数の構成
4-2 要素マトリックスの計算
4-3 近似方程式の組み立て−直接剛性法
4-4 近似方程式の具体例
4-5 演習問題
5 簡単な2次元有限要素モデル
5-1 近似関数の構成
5-2 要素マトリックスの計算
5-3 近似方程式の組み立てと具体例
5-4 有限要素法の基本的考え方
5-5 まとめ
5-6 演習問題
6 連立1次方程式の解法
6-1 はじめに−いろいろな解法
6-2 Gaussの消去法の原理
6-3 Gaussの消去法のプログラミング
6-4 対称なバンド・マトリックスに対するGaussの消去法
6-5 線形反復法
6-6 おわりに
6-7 演習問題
7 有限要素法のプログラミング
7-1 インプット・データ
7-2 要素係数マトリックスなどの作成
7-3 全体係数マトリックスなどの作成と連立1次方程式の解き方
7-4 アウトプット(出力)および注意事項
7-5 プログラム例
7-6 プログラムの使用例
7-7 対称なバンド・マトリックスを利用したプログラム例
7-8 おわりに
7-9 演習問題
8 いろいろな有限要素モデル
8-1 1次元高次要素
8-2 高次3角形要素
8-3 長方形要素
8-4 3次元要素
8-5 1次元の4階の方程式に対する有限要素
8-6 有限要素法における積分計算
8-7 アイソパラメトリック要素
8-8 演習問題
9 有限要素法の離散化誤差
9-1 はじめに
9-2 微分方程式と有限要素近似
9-3 1階導関数の誤差評価
9-4 関数自体の誤差評価−Nitscheの技巧
9-5 補足
9-6 演習問題
10 付録A 数学的事項
10-1 Greenの公式
10-2 内積演算
10-3 面積座標の積分公式
11 付録B Cによるプログラム例
12 演習問題略解