In this paper, the concept that adds the interior nodes of the Lagrange elements to the serendipity elements is described and a family of enriched elements is presented to improve the accuracy of finite element analysis. By the use of the static condensation technique at the element level, the extra computation time in using the.se elements can be ignored. Thee-dimensional elastic problems are used as examples in this paper. The numerical results show that these enriched elements are more accurate than the traditional serendipity elements. The convergence rate of the enriched elements is the same as the traditional serendipity elements. In the numerical example, the error norm of the first order enriched elements can be reduced when compared with the use of the traditional serendipity element, but the computation time is increased a little. The use of enriched second and third order hexahedral elements does not only improve accuracy, but also saves the computation time for solving the system of equations, when the precondition conjugate gradient method is used to solve the system of equations. The saving of computation time is due to the decrease in the number of iteration for the iteration method.
L'UTILISATION DES ELEMENTS HEXAEDRES ENRICmS AVEC LA FONCTION DE BULLE POUR L'ANALYSE D'ELEMENT FINI
ResumeDans cet article, nous rajoutons Ie concept des noeuds interieurs des elements Lagrange aux elements serendipity; une famille des elements enrichis y est presentee egalement pour ameliorer l'exactitude de l'analyse d'element fini. Par l'utilisation de la technique de la condensation statique sur des elements, Ie temps de calcul est Iegerement augmente, mais peut etre ignore. Des problemes elastiques tridimensionnels se servent ici comme des exemples. Les resultats numeriques prouventque ces elements enrichis sont plus precis que ceux serendipity traditionnels. Le taux de convergence des elements enrichis est identique que celix serendipity traditionnels. Dans l'exemple numerique, I'erreur de la norme des elements enrichis. du premier ordre peut etre reduite par rapport a l'utilisation de l'element serendipitytraditionnel, mais Ie temps de calcul est augmente. L'utilisation des elements hexaedres enrichis du second et troisieme ordreameliore non seulement l'exactitude, mais gagne Ie temps de calcul pour resoudre Ie systeme des equations quand la methode du gradient conjuge est employee de condition prealable. L'economie du temps de calcul est due ala diminution du nombre d'iteration pour la methode d'iteration.