第304章 派大星 (第2/2页)
“大佬好!”
走进屋里,周硕提了提手里买的水果,把水果放在了地上。
“也不知道大佬你喜欢吃什么水果,买了点提子还有个西瓜!”
“来就来吧,不用跟我客套!”
叶清河笑着回道。
“空手上门总归是不好的!”
周硕挠挠头,憨笑道。
“跟我真不用客气,什么问题?拿过来我看看!”
“我跟着实验室的壳体拓扑优化课题建模,课本里只学过二维平面的变分法求极值、普通极小曲面,但我现在需要固定边界、恒定高斯曲率,求三维曲面的面积泛函极小值,还要验证解的唯一性。
我试了普通欧拉-拉格朗日方程求解,算出来的模型存在应力畸变,软件迭代始终不收敛,不知道哪里出错了。”
周硕直接掏出自己的笔记本,来到叶清河身边把笔记本放到叶清河面前的小支板上。
这个问题他们努力了好几天了,一直没有结果,想找学校里其他老师问,但是因为放假,这些老师不是出去玩了,就是不在学校,所以周硕就想到了叶清河。
只是扫了一眼问题,叶清河就已经知道问题出在哪里了。
“你的问题本质是带约束条件的曲面变分极值问题。
本科所学的都是无限制、简单条件下的曲面最优解计算,但你的模型同时叠加了两个硬性条件,曲面弯曲度恒定、边界轮廓固定,属于典型的几何约束型变分问题,普通的极值方程无法适配,这就是模型迭代不收敛,受力畸变的根本原因。”
听到这个,周硕连忙拿出带的本和笔开始记了起来。
这是进入实验室后,他从其他学长身上学到的。
好记性不如烂笔头,不懂的问题,在老师解答的时候,不管听得懂听不懂先记下来。
就算记下来后不懂,也可以回去研究,或者是知道哪里不懂。
“首先可以确定,这个建筑曲面属于光滑欧式曲面。
我们可以依靠曲面内蕴几何属性判断。
曲面整体弯曲度是固有不变的几何特征,不会随着造型微调发生改变,仅由曲面本身的度量结构决定。
想要算出最优形态,不能直接套用基础公式,需要用拓展拉格朗日乘子法,把弯曲度恒定这个几何限制和曲面面积最小的目标结合在一起,融合为统一的稳态求解方程。”
“大佬,拉格朗日乘子我高数课学过,是用来求多元函数条件极值的。
但我只学过平面函数计算,这个方法还能拓展到三维曲面和建模里吗?平面和曲面的用法区别到底在哪里?”
周硕不是只会记不会问的人,这里只有他自己和叶清河,对于不懂的,他会立马问出来。
“基础乘子法只适用于二维离散函数,属于初等代数极值求解。
而拓展后的变分域乘子法,作用对象是曲面泛函而非普通函数。
简单说,平面公式是求一个固定数值的最值,而曲面变分是求一整片连续曲面形态的最优解,逻辑同源,但适用维度和计算体系完全不同。
这也是本科和研究生数学的分界点。”
“明白了!”
周硕赶紧把变分域乘子法记在本上。