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不同截面形状淹没水平柱体上波浪力数值模拟研究 被引量:1
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作者 毛鸿飞 郑伟江 +1 位作者 马英超 曾锦汶 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期507-515,共9页
基于黏性流理论,采用有限体积法,考虑多种波浪参数和截面形状,计算淹没水平柱体在波浪作用下的受力.通过受力分解和局部流场特征分析,探究了波浪参数和截面形状对柱体受力的影响.结果表明,3种不同截面形状柱体受力主要由惯性力主导,柱... 基于黏性流理论,采用有限体积法,考虑多种波浪参数和截面形状,计算淹没水平柱体在波浪作用下的受力.通过受力分解和局部流场特征分析,探究了波浪参数和截面形状对柱体受力的影响.结果表明,3种不同截面形状柱体受力主要由惯性力主导,柱体的淹没体积更大程度地决定了柱体所受波浪力的大小.在相同宽高比条件下,矩形柱淹没体积最大,其次是曲边矩形柱,最小的是椭圆柱.因此,综合考虑3种截面形状淹没水平柱体,矩形柱所受波浪力最大,椭圆柱所受波浪力最小,且随着宽高比的增大逐渐减小. 展开更多
关键词 淹没水平柱体 黏性流 波浪与结构物相互作用 流体动力学 数值计算
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基于隔离非线性法-黏弹性人工边界的结构高效抗震分析方法
2
作者 李佳龙 任东兴 李志远 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第4期208-221,共14页
黏弹性人工边界是解决土-结构动力相互作用问题的有效手段之一,但其在分析过程中通常需要进行大量的非线性动力时程计算,效率较低。建立采用黏弹性人工边界求解土-结构动力相互作用问题控制方程求解的高效计算方法,为此,引入隔离非线性... 黏弹性人工边界是解决土-结构动力相互作用问题的有效手段之一,但其在分析过程中通常需要进行大量的非线性动力时程计算,效率较低。建立采用黏弹性人工边界求解土-结构动力相互作用问题控制方程求解的高效计算方法,为此,引入隔离非线性法高效求解思想,构造基于隔离非线性法-黏弹性人工边界的非线性土-结构动力相互作用分析模型,推导的动力控制方程在形式上与固定边界的隔离非线性动力控制方程基本一致,仅需将黏弹性人工边界的弹簧-阻尼器元件的刚度直接集成到近场土-结构模型的初始刚度矩阵与阻尼矩阵上即可。此外,结合Woodbury公式与组合近似法提出了改进Woodbury近似法,该改进方法能同时降低控制方程求解的时间复杂度与空间复杂度,实现了黏弹性人工边界求解土-结构动力相互作用问题动力控制方程的高效求解。研究方法同时保留了黏弹性人工边界与隔离非线性法的优点,数值算例验证了所提方法的正确性与高效性。 展开更多
关键词 隔离非线性法 黏弹性人工边界 土-结构动力相互作用 改进Woodbury近似法
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翼吊式双发民机机体/动力装置一体化数值分析 被引量:15
3
作者 李杰 鄂秦 李凤蔚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期233-238,共6页
介绍了多块网格技术与流场分区求解方法在翼吊式双发民机机体/动力装置一体化研究中的应用.数值求解Euler方程模拟复杂组合体绕流.采用边界展方程/Euler方程耦合迭代技术进行器面粘性修正.为保持Euler方程求解中计... 介绍了多块网格技术与流场分区求解方法在翼吊式双发民机机体/动力装置一体化研究中的应用.数值求解Euler方程模拟复杂组合体绕流.采用边界展方程/Euler方程耦合迭代技术进行器面粘性修正.为保持Euler方程求解中计算网格固定,粘流/无粘流耦合迭代采用表面源模型.该方法对某民用飞机模型跨音速绕流流场进行了数值模拟,机翼表面计算压力分布与实验吻合良好. 展开更多
关键词 机体/动力装置一体化 翼吊式 双发民用飞机
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高超声速粘性干扰效应相关性研究 被引量:11
4
作者 龚安龙 周伟江 +1 位作者 纪楚群 杨云军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1706-1710,共5页
探讨了高超声速粘性干扰效应的相关性理论,采用CFD数值模拟方法对轨道器再入阶段的粘性干扰效应进行了研究,以此为基础考察了粘性干扰相关参数′∞的关联特性。对计算结果的分析表明:ν-′∞能够将轨道器外形气动力的地面风洞试验数... 探讨了高超声速粘性干扰效应的相关性理论,采用CFD数值模拟方法对轨道器再入阶段的粘性干扰效应进行了研究,以此为基础考察了粘性干扰相关参数′∞的关联特性。对计算结果的分析表明:ν-′∞能够将轨道器外形气动力的地面风洞试验数据和飞行试验数据进行有效关联,从而为建立轨道器外形再入气动力天地换算方法奠定了基础。 展开更多
关键词 高超声速 粘性干扰效应 CFD 粘性干扰相关参数
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考虑高空粘性干扰效应的乘波体气动性能工程预测方法研究 被引量:11
5
作者 李维东 韩汉桥 +1 位作者 陈文龙 王发民 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1217-1223,共7页
粘性干扰效应是飞行器在高空、高马赫数飞行状态下所面临的诸多重要物理效应之一,对飞行器在这一区段飞行时的气动性能有着极其重要的影响。本文基于粘性干扰理论,结合参考温度方法提出了一种能够考虑粘性干扰效应的高超声速乘波体气动... 粘性干扰效应是飞行器在高空、高马赫数飞行状态下所面临的诸多重要物理效应之一,对飞行器在这一区段飞行时的气动性能有着极其重要的影响。本文基于粘性干扰理论,结合参考温度方法提出了一种能够考虑粘性干扰效应的高超声速乘波体气动性能的工程预测方法,克服了传统工程预测方法不能计及粘性干扰效应的不足。文中对该方法的合理性进行了理论分析,并在飞行高度30~70km,飞行马赫数15~20范围内,通过本文提出的方法与传统工程方法以及计算流体力学(CFD)方法计算结果的比较,验证了本文所提出的方法的有效性。 展开更多
关键词 乘波飞行器 高超声速 粘性干扰 气动特性
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风力机翼型气动性能预估和分析 被引量:5
6
作者 陈培 刘杰平 张卫民 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1424-1429,共6页
采用粘性-无粘迭代程序XFOIL和CFD方法不同湍流模型预估了某改型风力机专用翼型的气动性能,通过和风洞实验结果的比较分析了不同计算方法线性区的预测精度和大攻角失速下的适用性,并研究了前缘粗糙度对翼型性能的影响。结果表明:在线性... 采用粘性-无粘迭代程序XFOIL和CFD方法不同湍流模型预估了某改型风力机专用翼型的气动性能,通过和风洞实验结果的比较分析了不同计算方法线性区的预测精度和大攻角失速下的适用性,并研究了前缘粗糙度对翼型性能的影响。结果表明:在线性攻角下定常雷诺平均方程加合适湍流模型可精确预估翼型升力,SA模型升力结果略好于SST模型,XFOIL预估结果基本可信更适合初步设计时定性分析;大攻角失速下必须考虑流动分离的非定常特性,大涡模拟可以更好地反映流场发展过程;前缘粗糙度一定程度上降低了翼型气动性能,这种影响随翼型厚度的增加而加剧,改型翼型对前缘粗糙度敏感性不大,满足使用要求。 展开更多
关键词 风力机翼型 粘性-无粘迭代方法 数值模拟 风洞实验 前缘粗糙度
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三维跨声速粘性-无粘相互作用的半逆方法 被引量:2
7
作者 温功碧 何筱毅 +1 位作者 吴望一 陈作斌 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1990年第4期491-497,共7页
本文为计算三维跨声速粘性-无粘相互作用提供一半逆方法版本。湍流边界层采用积分反方法。证明了对于跨声速流,选取外部流线角α和等价的不可压缩形参作为输入量,边界层积分方程总是双曲型的。无粘外流采用FL027程序。通过粘性-无粘迭... 本文为计算三维跨声速粘性-无粘相互作用提供一半逆方法版本。湍流边界层采用积分反方法。证明了对于跨声速流,选取外部流线角α和等价的不可压缩形参作为输入量,边界层积分方程总是双曲型的。无粘外流采用FL027程序。通过粘性-无粘迭代求得小分离区情况下的与实验符合的收敛解。 展开更多
关键词 跨声速流 湍流 边界层 粘性 无粘
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一致粘弹性人工边界及粘弹性边界单元 被引量:434
8
作者 刘晶波 谷音 杜义欣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1070-1075,共6页
提出了一致粘弹性人工边界及粘弹性人工边界单元的概念,推导了二维一致粘弹性人工边界单元刚度及阻尼矩阵,并在其基础上使用矩阵等效原理实现了采用普通有限单元模拟的二维粘弹性边界单元。均匀半空间算例与成层半空间算例验证了粘弹性... 提出了一致粘弹性人工边界及粘弹性人工边界单元的概念,推导了二维一致粘弹性人工边界单元刚度及阻尼矩阵,并在其基础上使用矩阵等效原理实现了采用普通有限单元模拟的二维粘弹性边界单元。均匀半空间算例与成层半空间算例验证了粘弹性边界单元具有与集中粘弹性人工边界相同的精度,并且实施更为简便。 展开更多
关键词 粘弹性人工边界 人工边界单元 有限元 成层半空间 结构-地基动力相互作用
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一种高空高超声速非定常气动力近似模型 被引量:5
9
作者 韩汉桥 张陈安 王发民 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期690-698,共9页
针对高空高马赫数飞行环境和强黏性干扰的物理特性,在当地流活塞理论的基础上引入有效外形修正,发展了黏性修正当地流活塞理论,结合定常N—S方程解给出了高空高马赫数下针对该方法的有效外形的判据,并通过数值算例对该判据进行了验... 针对高空高马赫数飞行环境和强黏性干扰的物理特性,在当地流活塞理论的基础上引入有效外形修正,发展了黏性修正当地流活塞理论,结合定常N—S方程解给出了高空高马赫数下针对该方法的有效外形的判据,并通过数值算例对该判据进行了验证.通过对典型尖头薄翼和典型钝头翼的一系列二维非定常算例,将该方法与一阶活塞理论、基于欧拉(Euler)方程的当地流活塞理论和非定常N—S方程数值解进行了对比.结果显示在高度为40—70km、马赫数为10—20范围内,通过该方法计算得到的非定常气动力与非定常N—s方程数值解吻合较好,明显优于活塞理论和基于Euler方程的当地流活塞理论.该方法克服了传统的活塞理论和当地流活塞理论不能用于高空高马赫数这类强黏性效应情况的弊端,在较宽的马赫数、攻角、飞行高度范围内都有良好的适用性,同时其计算效率远高于非定常N-S方程. 展开更多
关键词 高超声速 黏性干扰 非定常气动力 当地流活塞理论 黏性修正
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边界层方程消去奇性机理的分析与分离流的计算 被引量:2
10
作者 包涵龄 武玉英 毋立芳 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1998年第2期173-180,共8页
本文对各种边界层反方法何以能消去Goldstein奇性的机理进行了详细分析,指出了它们都是为消去x(uy)0在分离点的不确定性和为其定值提供某种内在机制。文中还导出了三维粘性-无粘干扰模型的表达式。并将它同全... 本文对各种边界层反方法何以能消去Goldstein奇性的机理进行了详细分析,指出了它们都是为消去x(uy)0在分离点的不确定性和为其定值提供某种内在机制。文中还导出了三维粘性-无粘干扰模型的表达式。并将它同全三维边界层方程耦合求解,在一个后掠机翼上解出了攻角等于20°的大范围后部分离流场。 展开更多
关键词 边界层计算 分离流 G-奇性 粘性-无粘干扰
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实际流体中船体绕流流场的理论计算 被引量:5
11
作者 王言英 王清霞 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第5期685-689,共5页
对于无限水深非定常不可压缩粘性流体,计入非线性自由表面边界条件的船体绕流,根据薄边界层理论和Poisson压力方程,应用有限差分数值方法,计算绕船体流场参数及其阻力,以8SPA720模型进行了考核;其结果表明同有关计... 对于无限水深非定常不可压缩粘性流体,计入非线性自由表面边界条件的船体绕流,根据薄边界层理论和Poisson压力方程,应用有限差分数值方法,计算绕船体流场参数及其阻力,以8SPA720模型进行了考核;其结果表明同有关计算方法具有相同的精度量级,可作为低雷诺数下流场计算的数学模型和数值方法。 展开更多
关键词 粘性流动 不可压缩流动 船舶阻力 船体 绕流
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高超声速流动粘性干扰效应研究 被引量:4
12
作者 毛枚良 万钊 +1 位作者 陈亮中 陈坚强 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期137-143,共7页
基于边界层相似性理论,开展了高超声速流动粘性干扰效应的相关性分析,得到了粘性干扰造成的物面压力系数改变量与粘性干扰因子成正比的结论。通过对升力体简化外形的高超声速绕流流动的模拟,分析了粘性干扰效应对气动力/力矩的影响,计... 基于边界层相似性理论,开展了高超声速流动粘性干扰效应的相关性分析,得到了粘性干扰造成的物面压力系数改变量与粘性干扰因子成正比的结论。通过对升力体简化外形的高超声速绕流流动的模拟,分析了粘性干扰效应对气动力/力矩的影响,计算结果表明:由粘性干扰导致的气动力系数的改变量与粘性干扰因子在特定范围内具有良好的线性关系。 展开更多
关键词 高超声速流动 粘性干扰效应 数值模拟
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高速列车横风气动力数值计算研究 被引量:3
13
作者 孙振旭 姚拴宝 +1 位作者 郭迪龙 杨国伟 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第32期8486-8497,共12页
采用雷诺平均的方法对高速列车横风稳定性进行了数值模拟,重点研究了列车在侧偏角为8.77°下的横风特性。研究对象为高速列车的风洞缩比模型,将数值计算结果与实验值进行了对比。鉴于当前各类软件针对复杂列车车体横风稳定性的计算... 采用雷诺平均的方法对高速列车横风稳定性进行了数值模拟,重点研究了列车在侧偏角为8.77°下的横风特性。研究对象为高速列车的风洞缩比模型,将数值计算结果与实验值进行了对比。鉴于当前各类软件针对复杂列车车体横风稳定性的计算仍然不成熟,首先进行了三类商用软件的数值计算比较,分析了不同软件计算结果的精度差异。针对复杂列车外形的网格划分也是数值计算中的重要组成部分,针对两套列车网格进行了分析,研究了网格对计算精度的影响。在与实验值拟合最好结果的基础上,还着重研究了列车在横风作用下的气动特性。背风侧上下侧面拐角位置的流动分离是横风效应的最明显特征,由于流动分离而产生的涡系沿着列车背风侧向下游延伸,并且其强度也不断增强。本文还从气动力角度对横风特性展开了研究。横风条件下列车气动力与无横风相比有较大差异,对列车不同部位的气动力及其组成等进行了分析。 展开更多
关键词 横风效应 湍流模式 列车空气动力学 侧向力 摩擦阻力 压差阻力
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高超声速流动多物理效应对美国航天飞机气动力影响研究的回顾 被引量:10
14
作者 毛枚良 陈亮中 +2 位作者 万钊 刘化勇 燕振国 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期1-12,共12页
临近空间高超声速流动往往存在真实气体效应、稀薄气体效应和粘性干扰效应等多种复杂的物理、化学和流动现象。围绕高超声速绕流中多物理效应这一主题,对美国航天飞机高超声速气动力研究的工作按飞行前与飞行后两个阶段进行了回顾。在... 临近空间高超声速流动往往存在真实气体效应、稀薄气体效应和粘性干扰效应等多种复杂的物理、化学和流动现象。围绕高超声速绕流中多物理效应这一主题,对美国航天飞机高超声速气动力研究的工作按飞行前与飞行后两个阶段进行了回顾。在飞行前阶段,主要介绍了气动力外推参数的研究和不确定度研究的内容,确定了以第三粘性系数珔V'∞作为气动力特性外推参数,以及给出了气动力不确定的计算方法;而在飞行后阶段,主要介绍了飞行试验数据与预测数据的对比、纵向配平异常分析和外推方法,给出了初步的由风洞数据外推到飞行数据的外推方法,确认了真实气体效应对航天飞机气动特性影响,但是否对舵面效率产生影响没有达成一致的结论。而后,作者讨论了避免纵向配平异常的可能性、体襟翼效率数值计算与试验的差异、气动力不确定度研究和建立飞行试验/风洞试验/数值计算数据共享机制四个方面的问题。另外,早期的研究文献提到了航天飞机在再入过程中这些效应是同时存在的,在当时的研究条件下难以区分各自对气动力特性的影响,后来的研究文献也没有着力于研究其耦合影响效应对航天飞机气动力特性的影响,这为下一步研究再入飞行器高超声速绕流流动的多物理效应提供了指引。 展开更多
关键词 高超声速 高温真实气体效应 粘性干扰 稀薄气体效应 复杂升力体
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在地震激励下动水压力对沉管隧道的影响 被引量:7
15
作者 彭海阔 孟光 +1 位作者 丁麒 徐峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1027-1031,共5页
考虑粘-弹性人工边界、土壤的非线性及流-固耦合作用,建立了沉管隧道-土壤-流体(水)相互作用的力学模型,采用Newmark算法,对沉管隧道在地震激励下的响应进行分析.分析了不同地震激励以及不同水深条件下沉管隧道结构的应力变化,研究了动... 考虑粘-弹性人工边界、土壤的非线性及流-固耦合作用,建立了沉管隧道-土壤-流体(水)相互作用的力学模型,采用Newmark算法,对沉管隧道在地震激励下的响应进行分析.分析了不同地震激励以及不同水深条件下沉管隧道结构的应力变化,研究了动水压力对沉管隧道的影响.结果表明:在只考虑水平方向地震激励时,动水压力对沉管隧道的作用影响较小,在分析时可以忽略动水压力的作用;在含有竖直分量的地震激励下,动水压力对沉管隧道的应力有较大影响,在分析沉管隧道的地震响应时,应该考虑竖向地震的作用;由于动水压力的作用,沉管隧道的最大应力位置会发生变化.结果可用于运行条件下沉管隧道的动力特性以及损伤产生发展机理的研究. 展开更多
关键词 沉管隧道 动水压力 粘-弹性人工边界 流-固耦合
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跨声速翼型绕流的Euler/边界层方程干扰数值解 被引量:3
16
作者 李凤蔚 鄂秦 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1993年第1期49-56,共8页
本文利用Euler方程和可压缩湍流边界层积分方程研究绕跨声速翼型的有粘与无粘强干扰流动。应用有限差分法在贴体的网格上求解时间相关的Euler方程,以剪功积分方法求解翼面贴附和分离湍流边界层流动,并引入一个松弛方程描述剪应力对上游... 本文利用Euler方程和可压缩湍流边界层积分方程研究绕跨声速翼型的有粘与无粘强干扰流动。应用有限差分法在贴体的网格上求解时间相关的Euler方程,以剪功积分方法求解翼面贴附和分离湍流边界层流动,并引入一个松弛方程描述剪应力对上游湍流历程的延迟响应。有粘/无粘干扰采用表面源模型。计算结果表明,对翼面存在强干扰流动情况,获得了与实验值基本吻合的结果。 展开更多
关键词 跨音速流动 分离流动 粘流
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基于LS-DYNA的降落伞伞衣织物透气性参数仿真验证 被引量:13
17
作者 贾贺 荣伟 陈国良 《航天返回与遥感》 2009年第1期15-20,共6页
利用已知的伞衣织物透气量与压差曲线计算得到了表征伞衣织物透气性能的两个主要参数—粘性系数和惯性系数,并运用LS-DYNA软件的流固耦合算法对其进行了验证,这对以后仿真降落伞充气过程有一定的参考作用。
关键词 流固耦合软件 降落伞 透气性能 流固耦合 粘性系数 惯性系数 仿真 验证
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渡槽拟动力试验仿真分析 被引量:5
18
作者 李正农 周振纲 +2 位作者 朱旭鹏 张盼盼 卢剑 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期387-394,共8页
建立了一种可以同时考虑流-固耦合与桩-土-结构相互作用的渡槽结构水平地震响应的有限元计算模型,该模型通过等效线性化方法考虑土体非线性,以自由场计算结果为依据,确定黏-弹性人工边界的参数及进行相应的地震动输入。建立了渡槽结构... 建立了一种可以同时考虑流-固耦合与桩-土-结构相互作用的渡槽结构水平地震响应的有限元计算模型,该模型通过等效线性化方法考虑土体非线性,以自由场计算结果为依据,确定黏-弹性人工边界的参数及进行相应的地震动输入。建立了渡槽结构拟动力试验模型的整体有限元计算模型,进行了试验地震波作用下的有限元仿真计算,并与拟动力试验结果进行了比较,计算结果与试验结果基本一致,说明了建立的有限元计算模型的有效性。同时,拟动力试验及有限元计算结果表明,水体对渡槽结构地震响应有一定影响,有水工况时,结构的基频降低,可能较无水工况与输入地震波能量主频段偏离更远,从而起到一定的减震作用。 展开更多
关键词 拟动力试验 流-固耦合 渡槽 桩土相互作用 黏-弹性人工边界
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粘弹性人工边界在地震工程中应用研究综述 被引量:17
19
作者 陈宝魁 王东升 成虎 《地震研究》 CSCD 北大核心 2016年第1期137-142,182,共6页
介绍粘弹性人工边界在结构-地基动力相互作用等问题中应用的研究现状。重点叙述了粘弹性人工边界在有限元计算中的实现方法及其在地震工程中的应用。粘弹性人工边界方法具有方便实现、计算精度高、稳定性强等优点,是解决近场波动问题的... 介绍粘弹性人工边界在结构-地基动力相互作用等问题中应用的研究现状。重点叙述了粘弹性人工边界在有限元计算中的实现方法及其在地震工程中的应用。粘弹性人工边界方法具有方便实现、计算精度高、稳定性强等优点,是解决近场波动问题的一种重要手段。随着粘弹性人工边界理论及其在有限元软件中的应用日渐成熟,其在工程抗震分析等方面将具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 粘弹性人工边界 地震工程 结构-地基动力相互作用 近场波动
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多源散射黏弹性叠加人工边界探究及在桥梁工程中的应用 被引量:10
20
作者 郜新军 赵成刚 张延 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期130-138,共9页
近年来黏弹性人工边界被提出,它在土-结构动力相互作用中得到广泛应用并取得较好的效果。但这些应用通常是在单个结构物的情况下进行的,即所谓单源散射问题。工程中会遇到多源散射问题,例如多跨桥梁、铁路路基等,其桥梁基础或轨枕是多... 近年来黏弹性人工边界被提出,它在土-结构动力相互作用中得到广泛应用并取得较好的效果。但这些应用通常是在单个结构物的情况下进行的,即所谓单源散射问题。工程中会遇到多源散射问题,例如多跨桥梁、铁路路基等,其桥梁基础或轨枕是多个并且其分布的距离可能很远。这种情况下仍然采用单源散射问题的黏弹性人工边界,会产生一定的误差。针对这种情况,在原有黏弹性人工边界的基础上,提出多源黏弹性叠加人工边界,其适用于有多点内源输入荷载和多点地震动输入的情况。计算对比表明,在处理多源问题时,该方法能够在一定程度上提高黏弹性人工边界的精度。最后基于多源黏弹性人工边界理论对一5跨简支梁桥进行计算,计算表明,局部地形效应、土-结构动力相互作用及地震波入射角度等对桥梁在地震作用下的动力响应有一定的影响。 展开更多
关键词 多源散射 黏弹性叠加人工边界 土-结构动力相互作用
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