静动力边界转换及其合理性验证方法的研究 被引量：1

1

作者 马笙杰 迟明杰 +3 位作者 陈学良 陈苏 陈红娟 邢浩洁 《地震学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期157-171,共15页

繁琐复杂的静动力边界转换处理是进行静动力耦合模拟的关键步骤,为了研究黏弹性边界条件下传统静动力边界转换的合理性及其验证方法的适用性,本文首先根据弹性叠加原理提出了一种验证静动力耦合模拟分析中静动力边界转换合理性的方法(... 繁琐复杂的静动力边界转换处理是进行静动力耦合模拟的关键步骤,为了研究黏弹性边界条件下传统静动力边界转换的合理性及其验证方法的适用性,本文首先根据弹性叠加原理提出了一种验证静动力耦合模拟分析中静动力边界转换合理性的方法(参考解法);然后基于有限元软件ABAQUS,并结合自行研发的适用于成层介质的黏弹性边界施加和等效节点力计算程序VBEA2.0,对多土层自由场静动力耦合模型和土-地下结构静动力耦合模型进行了地震反应分析,对参考解法的适用性进行了探究;最后使用本文提出的参考解法,对一种典型的未进行合理静动力边界转换的自由场模型进行了分析,探讨了静动力边界转换产生振荡的原因和机理。研究结果表明:用于验证静动力边界转换合理性的参考解法,既适用于多土层自由场静动力耦合计算模型,又适用于土-结构相互作用的静动力耦合模型;静动力边界转换后产?生的振荡是静动力耦合计算模型静力不平衡所导致,一般是因为未合理施加边界反力或单元应力。 展开更多

关键词 静动力耦合模拟 静动力边界条件转换 黏弹性边界 叠加原理 地震反应

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刚 - 流 - 弹耦合系统动力方程及其动力边界条件的建立 被引量：4

2

作者 李铁成 王照林 +1 位作者 李俊峰 岳宝增 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期127-131,共5页

应用Ｊｏｕｒｄａｉｎ变分原理，建立了由刚体、两种互不相溶可压缩粘性流体以及弹性体组成系统的动力方程及其动力边界条件，完善和推广了Ｒｕｍｙｊａｎｔｓｅｖ［４，５］、Ｌｉｕ［６］的工作。

关键词 刚-流-弹耦合系统 可压缩粘性流体 航天器 应力 动力方程 动力边界条件

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地震波激励下土与结构的动力边界单元法分析

3

作者 周锡礽 王晖 +1 位作者 孙克俐 冯海波 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期633-640,共8页

以连续介质力学和弹性波动理论为基础，在Ｌａｐｌａｃｅ积分变换域内推导了地震波激励下土与结构的多子域边界积分－边界单元方程，采用了一系列特殊的数值积分处理技术；根据随机过程原理以及基于基岩面运动的地震力理论建立了随机地... 以连续介质力学和弹性波动理论为基础，在Ｌａｐｌａｃｅ积分变换域内推导了地震波激励下土与结构的多子域边界积分－边界单元方程，采用了一系列特殊的数值积分处理技术；根据随机过程原理以及基于基岩面运动的地震力理论建立了随机地震波数学模型；提出了一种新的Ｌａｐｌａｃｅ数值反演变换方法，并引入了最小标准误差原理，实现了Ｌａｐｌａｃｅ 反演变换中各控制参数的最优化关联取值，使计算精度与计算速度均有较大的改进和提高；编制了相应的计算机程序，并通过几个土－结构的地震响应算例分析。 展开更多

关键词 动力边界单元法 随机地震波数学模拟 土-结构 地震波激励

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时域动力边界元理论研究及其初步应用

4

作者 盛谦 黄玉盈 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 1996年第S1期44-48,共5页

系统论述了时域动力边界元的理论以及基于边界元方法的施工开挖简化模拟方法，并开发了有关的软件。

关键词 岩质边坡 动力边界元 数值分析 计算机软件

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动力边界积分方程法及其应用

5

作者 杜修力 《世界地震工程》 CSCD 1995年第3期7-9,共3页

文中简要介绍了作者在国家地震局工程力学研究所学习和工作期间,该所动力边界积分方程法及其应用课题研究组这几年来的研究成果。

关键词 动力边界 积分方程 土-结构 相互作用 地震波

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具有动力边界的非自治p-拉普拉斯方程解的适定性

6

作者 尤波 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期111-115,共5页

研究了在n维有界光滑区域上,具有动力边界的非自治p-拉普拉斯方程解的适定性.

关键词 非自治p-拉普拉斯方程 适定性 动力边界条件

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地下综合管廊边界条件对地震动力响应影响数值分析 被引量：14

7

作者 施有志 柴建峰 +1 位作者 林树枝 李秀芳 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期213-225,共13页

为研究综合管廊动力边界条件对地震动力响应的影响,以厦门地区的代表性土层为例,建立动力有限元数值模型,土体本构采用小应变硬化模型,分别设定固定边界、黏性边界和自由场3种人工边界条件,进行Rayleigh波和地震底部剪切波作用下的场地... 为研究综合管廊动力边界条件对地震动力响应的影响,以厦门地区的代表性土层为例,建立动力有限元数值模型,土体本构采用小应变硬化模型,分别设定固定边界、黏性边界和自由场3种人工边界条件,进行Rayleigh波和地震底部剪切波作用下的场地响应研究;并根据变形特征及拟绝对加速度反应谱(PSA)评价3种边界的有效性,提出综合管廊地震动力分析的优化动力边界组合方法。研究表明:在地震波(底部水平加速度时程)及Rayleigh波的作用下,由于考虑了黏性边界对外行波的吸收,但未考虑地震动的输入问题及边界外半无限介质的弹性恢复性能,边界会对模型内部土体的水平位移产生限制作用,使得场地内水平位移响应偏小,而采用自由场边界则基本不存在这种限制作用,表现出强烈的振荡;采用激励侧固定边界、远离激励侧黏性边界、其余侧自由场边界的优化组合动力边界,在Rayleigh波和底部加速度时程共同作用下,二者引起的动力响应交叉干扰较少,可按线性叠加处理;同时,黏性边界对地震波引起的动力响应有一定范围的吸收,自由场边界对Rayleigh波引起的动力响应也有一定范围的变形限制影响。研究成果可供地下综合管廊结构地震响应精细化数值模拟及抗震设计参考。 展开更多

关键词 地下综合管廊 地震 RAYLEIGH波 动力边界 数值分析

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基于ABAQUS的粘弹性动力人工边界精确自动施加 被引量：19

8

作者 徐磊 叶志才 +1 位作者 任青文 杜小凯 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第1期20-23,共4页

粘弹性动力人工边界在结构-地基动力相互作用问题的有限元分析中已得到了广泛的应用,但对于规模较大的复杂计算模型而言,粘弹性动力人工边界的施加存在着前处理工作量浩繁、施加精度不高等问题.为此,基于粘弹性动力人工边界理论及ABAQU... 粘弹性动力人工边界在结构-地基动力相互作用问题的有限元分析中已得到了广泛的应用,但对于规模较大的复杂计算模型而言,粘弹性动力人工边界的施加存在着前处理工作量浩繁、施加精度不高等问题.为此,基于粘弹性动力人工边界理论及ABAQUS软件平台,提出了粘弹性动力人工边界精确自动施加方法,编制了相关程序并进行了验证.算例将本文方法和通常的近似施加方法进行了对比分析,结果表明,近似施加方法会引起较大计算误差,本文所提出方法的施加简便性、施加精度均优于通常的近似施加方法. 展开更多

关键词 粘弹性动力人工边界 ABAQUS 自动施加

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基于拓扑优化的结构动力学边界条件优化设计 被引量：9

9

作者 王庆 徐斌 何佳琦 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第11期1845-1850,共6页

对于处于恶劣振动环境中的工程结构,为了控制结构振动水平,需要准确地分析、预测结构的动力学特性,对结构进行动态设计。进行环境振动试验,需要试验夹具能够反映或模拟实际结构的动力学边界条件,是一个结构动力学边界设计问题。针对结... 对于处于恶劣振动环境中的工程结构,为了控制结构振动水平,需要准确地分析、预测结构的动力学特性,对结构进行动态设计。进行环境振动试验,需要试验夹具能够反映或模拟实际结构的动力学边界条件,是一个结构动力学边界设计问题。针对结构边界的动力学设计,开展在固有频率和振型要求下的结构边界动力学拓扑优化研究。数值算例采用的原型结构是一机翼刚架模型,通过对边界板进行拓扑优化,采用遗传算法来实现其优化过程。结果表明:基于结构的拓扑优化来模拟动力学边界条件是可行的。 展开更多

关键词 动力学边界 拓扑优化 遗传算法

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流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界 被引量：13

10

作者 王子辉 赵成刚 董亮 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期605-611,共7页

基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,分别考察具有辐射阻尼性质的外行柱面波和球面波在圆柱面和球面人工边界上引起的法向、切向应力的表达式．在应力表达形式上,固相介质和孔隙流体的法向和切向应力都是由两项组成,它们分别与质点的位... 基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,分别考察具有辐射阻尼性质的外行柱面波和球面波在圆柱面和球面人工边界上引起的法向、切向应力的表达式．在应力表达形式上,固相介质和孔隙流体的法向和切向应力都是由两项组成,它们分别与质点的位移和速度成正比,因此,可在人工边界的法向和切向设置连续分布的并联弹簧-黏滞阻尼器,用来模拟人工边界以外的无限域介质对来自有限计算域的外行波动的能量吸收作用,从而形成了流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界．流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界可方便地与大型通用软件结合,用于分析饱和土中复杂的结构-地基动力相互作用问题．算例表明流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界具有较好的精度和稳定性． 展开更多

关键词 流体饱和多孔介质 黏弹性动力人工边界 有限元法 无限域 辐射阻尼

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饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法 被引量：8

11

作者 李伟华 刘清华 赵成刚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2460-2469,共10页

本文基于Biot的饱和多孔介质本构方程,考察具有辐射阻尼的外行球面波,推导了饱和多孔介质三维黏弹性人工边界的法向和切向边界方程;在已有的饱和多孔介质二维显式有限元数值计算方法基础上,提出该理论的三维方法,并开发了实现该三维方... 本文基于Biot的饱和多孔介质本构方程,考察具有辐射阻尼的外行球面波,推导了饱和多孔介质三维黏弹性人工边界的法向和切向边界方程;在已有的饱和多孔介质二维显式有限元数值计算方法基础上,提出该理论的三维方法,并开发了实现该三维方法的有限元程序.算例表明饱和多孔介质三维时域黏弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法具有较好的精度和稳定性. 展开更多

关键词 饱和多孔介质 三维黏弹性动力人工边界 有限元法

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颗粒离散单元法动力人工边界设置方法 被引量：3

12

作者 周兴涛 盛谦 +3 位作者 崔臻 冷先伦 付晓东 马亚丽娜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2671-2680,2690,共11页

采用颗粒离散单元法进行动力计算时,人工截断边界上需设置吸收边界条件,以防止波的反射。鉴于颗粒离散单元数值计算模型的人工边界上颗粒单元半径大小不一、边界面凸凹不平,在连续介质的黏性、黏弹性、自由场边界条件方程基础之上,推导... 采用颗粒离散单元法进行动力计算时,人工截断边界上需设置吸收边界条件,以防止波的反射。鉴于颗粒离散单元数值计算模型的人工边界上颗粒单元半径大小不一、边界面凸凹不平,在连续介质的黏性、黏弹性、自由场边界条件方程基础之上,推导出适用于离散介质的等效方程。在离散介质的黏性边界条件等效方程中引入微调系数,提出比值迭代法以快速确定其最优值,以实现对波的最佳吸收。采用二维颗粒离散单元计算软件PFC2D,分别建立黏性、黏弹性、自由场边界条件相关数值分析模型,探讨颗粒分布模式对黏性边界上颗粒单元半径、速度分布及比值迭代过程的影响;采用外源波动算例及经典Lamb问题算例验证黏弹性边界设置方法的正确性;通过隧洞算例检验提出的自由场边界条件设置方法的正确性。 展开更多

关键词 颗粒离散单元法 动力人工边界 黏性边界 黏弹性边界 自由场边界

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Ekman边界层动力学的理论研究 被引量：22

13

作者 谈哲敏 方娟 伍荣生 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期543-555,共13页

大气边界层及其与自由大气之间的相互作用具有明显的非线性特征,而这些特征是经典Ekman理论所不能描述的,因此,发展中等复杂程度(介于完全模式与经典Ekman模型之间)的大气边界层动力学模式,简称中间模式,对人们从理论上认识大气边界层... 大气边界层及其与自由大气之间的相互作用具有明显的非线性特征,而这些特征是经典Ekman理论所不能描述的,因此,发展中等复杂程度(介于完全模式与经典Ekman模型之间)的大气边界层动力学模式,简称中间模式,对人们从理论上认识大气边界层动力学过程的非线性特征具有重要意义。本文对目前最具代表性的几个中间边界层模型:地转动量近似边界层模型、Ekman动量近似边界层模型以及弱非线性边界层模型进行了总结和分析,阐述了Ekman层主要动力学特征。通过分析上述各模型的理论框架,揭示了各模型的物理意义及其在描述Ekman边界层基本动力特征上的优点和局限性,并指出尽管在细节定量描述上有差异,但各中间模型对Ekman层动力学特征的定性描述具有很好的一致性。对于这些Ekman边界层近似理论模型的进一步应用问题,主要回顾和总结了利用上述模型探讨地形边界层结构、大气锋生过程、低层锋面结构和环流以及边界层日变化、低空急流形成等动力学问题的研究,并对这些研究所揭示的Ekman层动力学特征及其对自由大气低层运动的影响进行了分析,结果表明,这些Ekman边界层近似模型可以较好地揭示大气边界层动力学特征,在大气边界层动力学及其与自由大气相互作用的研究上具有重要价值。另外,还对目前Ekman边界层理论研究中存在的问题进行了一些分析,提出了有待进一步研究的科学问题。 展开更多

关键词 大气边界层 Ekman边界层动力学 大气动力学 数值模拟 地转动量 惯性力

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射流动力学边界条件的研究 被引量：2

14

作者 曹建明 王德超 +1 位作者 舒力 张凯妹 《新能源进展》 2019年第5期436-447,共12页

对于射流的动力学边界条件,学术界一直没有全面、系统地论述过。线性和非线性动力学边界条件之间存在相互对应的关联关系,即线性动力学边界条件应该通过对非线性动力学边界条件的线性化得到,而现有文献中并未明确。本文从动力学边界条... 对于射流的动力学边界条件,学术界一直没有全面、系统地论述过。线性和非线性动力学边界条件之间存在相互对应的关联关系,即线性动力学边界条件应该通过对非线性动力学边界条件的线性化得到,而现有文献中并未明确。本文从动力学边界条件的普适性原始表达式入手,对平面液膜、圆射流和环状液膜气液交界面三维扰动瑞利和瑞利.泰勒表面波的线性动力学边界条件和一维扰动多级瑞利表面波的非线性动力学边界条件进行详细的推导。 展开更多

关键词 平面液膜 圆射流 环状液膜 三维扰动 瑞利.泰勒表面波 线性和非线性动力学边界条件

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利用Taylor变换的结构动力学边界条件识别

15

作者 高跃飞 姜节胜 +1 位作者 张永强 康兴无 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第2期155-158,共4页

引入了求解非线性微分方程的Taylor变换法,建立了识别结构系统动力学边界条件参数(包括边界质量,刚 度和阻尼)的方程。该方法可以利用任意外载激励下的响应识别系统的边界参数,而不需进行模态试验。文中,对 该方法的理论进行了推导... 引入了求解非线性微分方程的Taylor变换法,建立了识别结构系统动力学边界条件参数(包括边界质量,刚 度和阻尼)的方程。该方法可以利用任意外载激励下的响应识别系统的边界参数,而不需进行模态试验。文中,对 该方法的理论进行了推导,并给出了算例分析和实验,表明该方法有效可行,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 动力学边界条件 Taylor变换 边界参数识别 有限元法

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基于微分流形理论的结冰条件下飞机鲁棒动力学边界研究

16

作者 李颖晖 桂业伟 +2 位作者 左仁伟 董泽洪 张久星 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第5期1-8,共8页

基于微分流形理论构建了一种结冰条件下飞机鲁棒动力学边界保护系统设计方案。首先基于微分流形理论计算了飞机未结冰时的动力学边界,并用Monte Carlo法验证了其准确性和高效性;其次,以结冰因子影响模型为基础,研究了不同结冰程度下飞... 基于微分流形理论构建了一种结冰条件下飞机鲁棒动力学边界保护系统设计方案。首先基于微分流形理论计算了飞机未结冰时的动力学边界,并用Monte Carlo法验证了其准确性和高效性;其次,以结冰因子影响模型为基础,研究了不同结冰程度下飞机动力学边界的变化规律;进而提出了飞机鲁棒动力学边界,并设计了结冰条件下飞机鲁棒动力学边界保护系统。当飞机遭遇结冰不利飞行环境时,相比于传统动力学边界,该鲁棒动力学边界不需获取准确的冰型信息和结冰严重程度。考虑当前结冰检测技术手段,提出的方法具有更加广泛的工程应用意义。在飞机超出动力学边界之前,边界保护系统作用使飞行状态保持在安全阈值范围内,从而保证飞机安全可控。 展开更多

关键词 鲁棒动力学边界 飞机结冰 稳定域 微分流形理论

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基于ICM准则法的结构动力学边界拓扑优化设计 被引量：4

17

作者 姜波澜 闫云聚 徐斌 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期55-60,共6页

针对结构动力学边界条件,进行了基于固有频率和振型特定要求的结构动力学边界条件优化设计研究。建立了以结构振型差的范数为目标函数,结构固有频率为约束条件的动力学边界条件设计准则。根据实际结构在设计的约束条件范围内可能变更的... 针对结构动力学边界条件,进行了基于固有频率和振型特定要求的结构动力学边界条件优化设计研究。建立了以结构振型差的范数为目标函数,结构固有频率为约束条件的动力学边界条件设计准则。根据实际结构在设计的约束条件范围内可能变更的方案,通过不断修改设计参数,确定满足结构动力学要求的方案。采用ICM准则法对刚架边界的机翼骨架模型进行了动力学边界的拓扑优化设计,数值模拟算例验证了该方法用于动力学优化设计的可行性。 展开更多

关键词 优化设计 动力学边界 ICM准则法 拓扑优化

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ABAQUS岩土动力分析的静-动力统一人工边界研究 被引量：11

18

作者 左得奇 蒋良潍 +2 位作者 骆达 杜美玲 葛学军 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第2期201-211,共11页

岩土动力学分析结果可靠性受人工边界条件及动力作用输入方式影响。在剖析ABAQUS无限元静、动力理论基础上,结合二维简单水平地基模型,研究了无限元边界生成初始地应力的计算精度及其改进方法,提出了综合考虑内、外源振动问题的改进静-... 岩土动力学分析结果可靠性受人工边界条件及动力作用输入方式影响。在剖析ABAQUS无限元静、动力理论基础上,结合二维简单水平地基模型,研究了无限元边界生成初始地应力的计算精度及其改进方法,提出了综合考虑内、外源振动问题的改进静-动力统一人工边界。研究表明:因ABAQUS中无限元缺乏对边界节点力等效约束刚度的校核,其直接应用体力作用下的初始应力计算将产生较大误差继而影响后续结果,需考虑引入有限元静力边界等效节点力加以修正;通过在静、动力计算问题中选取相应的边界等效节点力,改进的无限元静-动力统一人工边界对静力及需要考虑静、动力综合效应的内源、外源问题均具有较好的适用性。 展开更多

关键词 无限元 静-动力统一人工边界 数值模拟 岩土动力分析

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流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界 被引量：4

19

作者 王国军 赵成刚 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2007年第3期54-59,共6页

基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,采用平面波和远场散射波经验叠加来反映外行波传播,以经验参数反映人工边界外行波动的衰减和多角度透射特性。在人工边界处分别施加反映固相和液相介质传播效应的弹簧及阻尼来模拟人工边界以外的无限... 基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,采用平面波和远场散射波经验叠加来反映外行波传播,以经验参数反映人工边界外行波动的衰减和多角度透射特性。在人工边界处分别施加反映固相和液相介质传播效应的弹簧及阻尼来模拟人工边界以外的无限域介质对来自有限域的外行波的能量的吸收作用。从而形成一种流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界。数值算例表明:边界的精度和稳定性高于现有的黏性边界、黏弹性人工边界及一阶透射边界。 展开更多

关键词 流体饱和多孔介质 黏弹性动力人工边界 有限元法

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基于ABAQUS无限元的静-动力统一人工边界研究 被引量：6

20

作者 王飞 宋志强 +1 位作者 刘昱杰 王建 《水资源与水工程学报》 CSCD 2018年第6期170-177,共8页

对于强震作用下的大变形和非线性问题,叠加原理不能被用来计算结构的静-动力综合效应,这就涉及到静、动力边界转换或静-动力边界统一的问题。静-动力边界转换法较为繁琐,且如果不施加由静力边界条件引起的节点约束反力,模型存在不平衡... 对于强震作用下的大变形和非线性问题,叠加原理不能被用来计算结构的静-动力综合效应,这就涉及到静、动力边界转换或静-动力边界统一的问题。静-动力边界转换法较为繁琐,且如果不施加由静力边界条件引起的节点约束反力,模型存在不平衡力或不平衡力矩,造成计算结果失真。黏弹性静-动力统一人工边界在结构受切向静力作用时数值解精度不够理想。为了既方便又精确地计算结构的静-动力综合效应,提出了利用无限元建立静-动力统一人工边界,推导出适用于外源波动输入的等效节点力计算公式;基于Python语言,编写了等效节点力计算与施加为一体的程序。这种边界不需要进行静力、动力边界转换、应力场的导入以及边界节点约束反力的施加。无限元静-动力统一人工边界实现相对简单,且数值解精度高于静、动力人工边界转换法和黏弹性静-动力统一人工边界,特别是在切向静力的作用下。 展开更多

关键词 水工结构 ABAQUS无限元 静-动力综合效应 静-动力统一边界 外源波动输入

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