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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / math / numanal / 3910 < prev    next >
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Text File  |  1993-01-21  |  5.3 KB  |  103 lines

  1. Newsgroups: sci.math.num-analysis
  2. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!csc.ti.com!tilde.csc.ti.com!pan.mc.ti.com!a722756
  3. From: a722756@roper.mc.ti.com (W. Donald Rolph)
  4. Subject: Re: HELP!!(Cholesky Decompsition for negative-definite matrix ???)
  5. Message-ID: <1993Jan21.084121@roper.mc.ti.com>
  6. Originator: a722756@roper.mc.ti.com
  7. Sender: usenet@pan.mc.ti.com (USENET News System)
  8. Organization: Texas Instruments / Attleboro Mass / USA
  9. References: <20JAN199313260117@envmsa.eas.asu.edu> <1jkhnrINNm76@rave.larc.nasa.gov> <20JAN199323572808@envmsa.eas.asu.edu>
  10. Date: Thu, 21 Jan 1993 13:41:21 GMT
  11. Lines: 90
  12.  
  13.  
  14. te pages
  15. experiment in TI quickly.  Certain of the mail handlers (the rnate pages
  16. experiment in TI quickly.  Certain of the mail handlers (the rnaIn article <20JAN199323572808@envmsa.eas.asu.edu>, sychen@envmsa.eas.asu.edu (Chen, Shen Yeh) writes:
  17. |> In article <1jkhnrINNm76@rave.larc.nasa.gov>, makarand@gazelle.larc.nasa.gov (Makarand A. Kulkarni) writes...
  18. |> >In article <20JAN199313260117@envmsa.eas.asu.edu>, sychen@envmsa.eas.asu.edu (Chen, Shen Yeh) writes:
  19. |> >|> 
  20. |> >|>    I need to solve a linear system equation. In fact, that's the stiffness
  21. |> >|>  matrix [K] from finite element method. The system is like :
  22. |> >|>  [K]*{U}={P}.  where [K](nxn)
  23. |> >|> 
  24. |> >|>    [K] IS ALWAYS SYMETRIC, but not necessarily positive-definite. If it is
  25. |> >|>  singular, we think this system to be unstable. Because of the symetry, I
  26. |> >|>  always use Cholesky Decompsition to reduce the size of [K]. However, now
  27. |> >|>  I have some situation that [K] is negative-definite but I still have to
  28. |> >|>  solve the equation. I have not try Gauss method yet, however.
  29. |> >|> 
  30. |> >|>    Does anyone kow :
  31. |> >|>    1) Is there any method I can use to reduce [K], and still solve the system
  32. |> >|>       when [K] is negative-definite ? (Note that [K] IS ALWAYS SYMETRIC)
  33. |> >|>    2) If such method exists, what's the criteria for positive- or negative-
  34. |> >|>       definite?
  35. |> >|>    3) If no such method exits,( We can not take advantage of symetry to
  36. |> >|>       reduce the size of [k], I mean.), does Gauss method work? What's
  37. |> >|>       the criteria for question (2)?
  38. |> >|> 
  39. |> >|>  NOTE : (1) In such system, we do not do pivotting among the rows of [K],
  40. |> >|>             if using Gauss method. If there is a zero on the diagonal,
  41. |> >|>             we consider it as unstable.
  42.  
  43.  
  44. |> 
  45. |>   This is from Shrn-yeh Chen, for further discription of the problem.
  46. |> 
  47. |>   This is hard to explain here. In fact, if a structure is under 'unloading'
  48. |> condition, [k] will be negative-definite. That is, in general condition,
  49. |> an incremental load will cause the total strain energy increase-if the
  50. |> structure is 'intended' to be stable. Other wise, there is condition call
  51. |> 'snapping through ' happening.
  52. |> 
  53. |> 
  54. |>    For example, a loaded sturcture like the FIG1   will have the behavior
  55. |> described    above:
  56. |> 
  57. |>  ###########################################################################
  58. |>  ##   @                   ##   |      *  *                                ##
  59. |>  ## A  \                  ##   |   *   |    *                      *      ##
  60. |>  ##      \                ##   | *     |      *                   *       ##
  61. |>  ##        \              ##  L|*      |        *  <DEFLECTION>  *        ##
  62. |>  ##          \ <----------##  O|-------|------------------------*-----    ##
  63. |>  ##          /    LOAD    ##  A|       |          *            *          ##
  64. |>  ##        /              ##  D|       |            *         *           ##
  65. |>  ##      /                ##   |       |              *     *             ##
  66. |>  ## B  /                  ##   |       |                 *                ##
  67. |>  ##   @                   ##           |C               D|                ##
  68. |>  ########< FIG1 >##########################< FIG2 >#########################
  69. |> 
  70. |>    Please see FIG2.    [K] will be sigular on C & D
  71. |>                        [K] SHOULD be negative-definite from C to D
  72. |> 
  73. |>   HOWEVER, SOMEONE TELL ME THAT,  IF [K] IS NEGATIVE, THEN  -[K] SHOULD BE
  74. |>   POSITIVE!! SO THERE IS NO PROBLEM!!!!!!!
  75. |>   IS THIS CORRECT ???   IF YES(OR NO), CAN ANYONE PROVE IT???
  76. |> 
  77. |>   OR MAYBE [K] IS NOT NEGATIVE FROM C TO D. I HAVE PROVE IT TO BE NEGATIVE
  78. |>   , ALTHOUGH IT MAY BE WRONG.
  79. |> 
  80. |> 
  81. |>   THANK ALL OF YOU AGAIN !!
  82. |> 
  83.  
  84. You have what is typically considerd a buckling problem.  I analyze these classes
  85. of problems regularly in production.  They are trivial  to analyze if the force
  86. loading is aligned with the deflection (I push sideways on the end of a beam, and
  87. it deflects sideways, mathematically the inner  product of the force vector and
  88. the displacement vector arenot orthogonal).  In  that case simply apply the
  89. loading as a displacement based loading and the problem is unconditionally stable
  90. (so long as the material tensor remains positive definite tough luck with perfect
  91. plasticity).
  92.  
  93. If the force vector and displacement vector are orthoganal (buckling collapse of
  94. beam under end loading) then one needs to go to the various buckling algorithm
  95. which have been developed to stablize this problem.  ADINA and ABAQUS both
  96. include this algorithm as part of the delivered code, though I am having trouble
  97. at the moment tracking down a journal reference.
  98. -- 
  99.  
  100. Regards.
  101.  
  102. Don Rolph  a722756@pan.mc.ti.com WD3 MS10-13 (508)-699-1263
  103.