散射问题中消除多次透射边界高频振荡失稳措施比较分析 被引量：3

1

作者 杨宇 李小军 +1 位作者 贺秋梅 王璐 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期476-481,共6页

多次透射边界是一种应用广泛的人工边界,类似于其它局部人工边界,它也存在计算稳定性问题。本文分析多次透射边界高频振荡失稳的原因,通过数值试验对已有的消除高频失稳措施进行比较分析,并给出在散射问题中已有消除高频失稳措施的适用... 多次透射边界是一种应用广泛的人工边界,类似于其它局部人工边界,它也存在计算稳定性问题。本文分析多次透射边界高频振荡失稳的原因,通过数值试验对已有的消除高频失稳措施进行比较分析,并给出在散射问题中已有消除高频失稳措施的适用性。研究表明,对于完全弹性问题,建议用滤波方法消除高频振荡失稳,但滤波系数的取值需要依据一定的经验;对于黏弹性问题,建议适当控制阻尼取值,利用差分格式本身的高能耗特性来抑制高频振荡失稳,该方法不存在参数选取的问题,更便于应用实施。 展开更多

关键词 散射 多次透射边界 高频震荡失稳 滤波 高频能耗性

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一种改善多次透射边界稳定性的措施 被引量：7

2

作者 关慧敏 廖振鹏 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1997年第4期1-8,共8页

本文提出在边界区设置粘性阻尼的方法，在保持多次透射边界精度的同时可以消除波动数值模氦中的高频振荡失稳现象。文中就出平面波动情形分析了采取和未采取这一措施时多次透射边界的稳定性和精度，给出相应的稳定性条件，所得结果表明... 本文提出在边界区设置粘性阻尼的方法，在保持多次透射边界精度的同时可以消除波动数值模氦中的高频振荡失稳现象。文中就出平面波动情形分析了采取和未采取这一措施时多次透射边界的稳定性和精度，给出相应的稳定性条件，所得结果表明了这一方法的有效性。文中的算例验证了分析结果。 展开更多

关键词 多次透射边界 粘性阻尼 稳定性 地震工程

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多次透射边界在ANSYS软件中的应用 被引量：20

3

作者 孔戈 丁海平 +2 位作者 金星 周健 张冬茵 《工程抗震与加固改造》 2005年第2期67-70,26,共5页

利用ANSYS二次开发语言APDL和UIDL语言编制了用户程序包,使ANSYS在进行土—结构系统动力分析时,通过每一步计算,都能够利用模拟无限域影响的人工边界条件———多次透射公式对边界节点的位移进行修正的方法,实现了多次透射边界条件在AN... 利用ANSYS二次开发语言APDL和UIDL语言编制了用户程序包,使ANSYS在进行土—结构系统动力分析时,通过每一步计算,都能够利用模拟无限域影响的人工边界条件———多次透射公式对边界节点的位移进行修正的方法,实现了多次透射边界条件在ANSYS中的应用。数值实验表明,这种方法能够提高ANSYS进行土—结构体系动力反应分析时的计算精度,同时,也简化了地震动输入的处理步骤。 展开更多

关键词 ANSYS软件 多次透射边界 应用 二次开发语言 多次透射公式 人工边界条件 透射边界条件 动力反应分析 IDL语言 地震动输入 APDL 动力分析 结构系统 边界节点 数值实验 计算精度 结构体系 处理步骤 程序包 无限域

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散射问题中消除多次透射边界飘移失稳措施比较分析 被引量：2

4

作者 杨宇 李小军 +1 位作者 贺秋梅 纪忠华 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第5期1-6,共6页

多次透射边界是一种广泛应用的人工边界,但类似于其它局部人工边界,它也存在计算稳定性问题。本文分析了多次透射边界低频飘移失稳的原因,通过数值试验对已有的消除飘移失稳措施进行了比较分析,并给出了在散射问题中已有消飘措施的适用... 多次透射边界是一种广泛应用的人工边界,但类似于其它局部人工边界,它也存在计算稳定性问题。本文分析了多次透射边界低频飘移失稳的原因,通过数值试验对已有的消除飘移失稳措施进行了比较分析,并给出了在散射问题中已有消飘措施的适用性:γ修正算子法的参数确定没有一个明确的标准,完全依靠经验性试算,使用上应注意参数的取值控制;降阶消飘方法的关键在于失稳趋势的判定,不存在方法参数的选取,实现上可控性较好。 展开更多

关键词 波动模拟 多次透射边界 低频飘移失稳 降阶消飘 修正算子

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多次透射边界模拟成层介质中瞬态波动的精度分析 被引量：1

5

作者 关慧敏 廖振鹏 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1996年第1期60-69,共10页

本文将对多次透射边界在瞬态波动模拟中的精度分析推广到介质中存在多个物理波速的情形,阐明了它模拟成层介质中瞬态波动的适用性,指出多次透射边界的误差随着透射阶数的增加而迅速减小,二阶透射边界已具有足够高的模拟精度。

关键词 多次透射边界 成层介质 瞬态波动模拟 地震波

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推广的多次透射边界：标量波清形 被引量：13

6

作者 寥振鹏 李小军 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期69-78,共10页

利用空间外推将多次透射边界条件推广以提高这一边界在时域计算中的精度。对全波场仅由入射波构成及由入射波和充分发育的反射波构成两种情况导出了边界反射系数的频域公式。从时域计算精度角度分析了边界反射系数以阐明在透射大角度入... 利用空间外推将多次透射边界条件推广以提高这一边界在时域计算中的精度。对全波场仅由入射波构成及由入射波和充分发育的反射波构成两种情况导出了边界反射系数的频域公式。从时域计算精度角度分析了边界反射系数以阐明在透射大角度入射行进波动和消减运动方面推广边界的优点。 展开更多

关键词 多次透射边界 标量波 有限元 应力波

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求解散射问题中消除多次透射边界飘移失稳措施的效果分析 被引量：2

7

作者 唐晖 李小军 《地震研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期493-502,I0001,共11页

针对应用多次透射人工边界公式求解散射问题时可能出现的飘移失稳现象,对比分析了实时降阶法、修正算子法、附加黏弹器法和改进输入法的消飘效果和对计算精度的影响,结果表明:4种方法均可有效消除或抑制比较缓慢的飘移失稳现象;飘移趋... 针对应用多次透射人工边界公式求解散射问题时可能出现的飘移失稳现象,对比分析了实时降阶法、修正算子法、附加黏弹器法和改进输入法的消飘效果和对计算精度的影响,结果表明:4种方法均可有效消除或抑制比较缓慢的飘移失稳现象;飘移趋势强烈时,修正算子法和附加黏弹器法可能无法有效地抑制失稳;当阻尼较小时,采用实时降阶法可能引入额外的低频误差;在能够确定适当参数值的前提下,修正算子法和附加黏弹器法能够提高低频计算精度;改进输入法则无需人为设置参数,能够在抑制飘移失稳的同时提高计算精度。 展开更多

关键词 多次透射人工边界公式 飘移失稳 消飘措施

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透射边界稳定性控制措施探讨 被引量：19

8

作者 李小军 杨宇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期641-645,共5页

多次透射边界是一种应用广泛的人工边界模拟方法,但类似于其它人工边界,它也存在计算稳定性问题。利用在透射边界区附加黏弹性元件的方案,探讨了在波动数值模拟中消除多次透射边界计算失稳的措施,该措施中弹簧和阻尼元件被附加在透射边... 多次透射边界是一种应用广泛的人工边界模拟方法,但类似于其它人工边界,它也存在计算稳定性问题。利用在透射边界区附加黏弹性元件的方案,探讨了在波动数值模拟中消除多次透射边界计算失稳的措施,该措施中弹簧和阻尼元件被附加在透射边界区内的有限元网格点上。数值计算分析表明,该措施是一种处理透射边界计算飘移失稳的有效措施,对透射边界的零频飘移失稳有较好的抑制作用,但该措施对抑制透射边界的高频失稳没有明显效果。 展开更多

关键词 波动模拟 多次透射边界 黏弹性元件 飘移失稳 高频失稳

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考虑衰减波特性的透射边界及其实现 被引量：3

9

作者 朱志辉 余志武 +1 位作者 吴方伯 尚守平 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1-5,共5页

针对几何衰减外行波,推导了几何衰减平面波多次透射边界、几何衰减球面波多次透射边界以及2种边界的频域反射系数,与无衰波多次透射边界相比,基于几何衰减波特性的多次透射边界在透射几何衰减外行波时,反射系数最小.通过对有限元分析软... 针对几何衰减外行波,推导了几何衰减平面波多次透射边界、几何衰减球面波多次透射边界以及2种边界的频域反射系数,与无衰波多次透射边界相比,基于几何衰减波特性的多次透射边界在透射几何衰减外行波时,反射系数最小.通过对有限元分析软件ANSYS进行二次开发,成功地将几何衰减波多次透射边界、无衰波多次透射边界以及粘弹性人工边界嵌入到有限元软件中,由3种人工边界下散射问题的有限元数值算例结果可知:考虑衰减波特性的二阶透射边界计算精度最高. 展开更多

关键词 土-结构动力相互作用 有限元 粘弹性人工边界 多次透射边界 衰减波

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时域局部透射边界的计算飘移失稳 被引量：27

10

作者 李小军 廖振鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第5期627-632,共6页

本文通过对时域局部透射边界特性及应用结果分析，发现了多次透射边界的一种非高频振荡失稳的失稳性，并就此给出了人工边界的计算飘移失稳的概念．文中对多次透射边界的计算飘移失稳现象及失稳机制作了分析，探讨了飘移失稳发生的条件。

关键词 多次透射边界 飘移失稳 地震荷载 近场波动

全文增补中

透射边界条件在波动谱元模拟中的实现:一维波动 被引量：11

11

作者 邢浩洁 李鸿晶 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期367-379,共13页

多次透射公式(multi-transmitting formula,MTF)是一种具有普适性的局部人工边界条件,但其在近场波动数值模拟中一般与有限元法结合.由于波动谱元模拟的数值格式与有限元格式有极大的不同,传统的MTF在谱元离散格式中无法直接实现.为了... 多次透射公式(multi-transmitting formula,MTF)是一种具有普适性的局部人工边界条件,但其在近场波动数值模拟中一般与有限元法结合.由于波动谱元模拟的数值格式与有限元格式有极大的不同,传统的MTF在谱元离散格式中无法直接实现.为了使物理概念清楚、精度可控的多次透射人工边界条件能够适应波动谱元模拟的需求,首先指出多次透射边界与谱元离散格式结合的基本问题,并分析了空间内插和时间内插两种方案的可行性.然后从空间内插角度出发,提出基于拉格朗日多项式插值模式的MTF谱元格式,并采用一种简单内插方法实现高阶MTF.最后通过一维波动数值试验检验这些MTF谱元格式的精度,并讨论其数值稳定性.结果表明:对于一、二阶MTF,几种格式的精度相当;对于三、四阶MTF,基于谱单元位移模式插值的格式精度最高.相反,随着插值多项式阶次的升高,不同MTF格式的稳定临界值逐步降低,但是所有格式均在人工波速大大超过物理波速时才可能发生失稳. 展开更多

关键词 波动数值模拟 谱元法 多次透射边界 MTF 数值稳定性 数值精度

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土-结构动力相互作用人工边界分析及试验验证 被引量：4

12

作者 朱志辉 尚守平 吴方伯 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2007年第3期137-143,共7页

利用有限元软件Ansys二次开发语言apdl进行二次开发,将多次透射边界(MTF边界)和弹阻边界(V-S边界)添加到软件中,从而实现对土-结构动力相互作用问题中无限域场地的模拟。以野外大比例(1/2)土-箱基-框架结构试验模型的牵引释放自由振动试... 利用有限元软件Ansys二次开发语言apdl进行二次开发,将多次透射边界(MTF边界)和弹阻边界(V-S边界)添加到软件中,从而实现对土-结构动力相互作用问题中无限域场地的模拟。以野外大比例(1/2)土-箱基-框架结构试验模型的牵引释放自由振动试验(波源问题)和爆破震动试验(散射问题)数据为基础,通过有限元数值计算结果和试验结果的对比可知,施加了人工边界的土体模型可以较好地模拟波在无限域土体中的传播,有效地减少有限元计算模拟时的计算规模。同时多次透射边界在计算精度以及散射问题中地震波输入的便捷性方面要优于弹阻边界。 展开更多

关键词 土-结构动力相互作用 自由振动试验 爆破震动试验 多次透射边界 弹阻边界

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一维饱和两相介质地震反应的显式积分格式

13

作者 张波 陈学良 +1 位作者 董捷 李铁飞 《地震学报》 北大核心 2025年第4期556-568,共13页

以饱和两相介质土力学模型为基础,建立了一维P波和S波波动的动力方程组。针对该动力方程组,采用伽辽金加权余量法进行空间离散,之后采用中心差分法与纽马克(Newmark)线性加速度法(γ=1/2,β=1/6)相结合的时间步进法进行时间离散,得到了... 以饱和两相介质土力学模型为基础,建立了一维P波和S波波动的动力方程组。针对该动力方程组,采用伽辽金加权余量法进行空间离散,之后采用中心差分法与纽马克(Newmark)线性加速度法(γ=1/2,β=1/6)相结合的时间步进法进行时间离散,得到了求解有限元动力方程的全显式时域逐步积分公式。接着结合透射人工边界求解饱和两相介质近场波动问题,并用内源波动和外源散射两个数值算例对该算法的合理性进行了验证。其中:内源波动算例是将一维柱体在阶跃荷载和正弦荷载作用下的数值解与相应的解析解进行对比,二者计算结果基本一致;外源散射算例是用该数值算法求解饱和半空间的地震响应,计算结果符合弹性波动理论。这足以证明本文推导的显式有限元方法的正确性与有效性,也为求解结构动力方程及波动方程提供了一种有效方法。 展开更多

关键词 饱和两相介质 土力学模型 显式有限元方法 纽马克(Newmark)线性加速度法 多次透射人工边界

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盾构隧道联络通道地震响应规律研究 被引量：10

14

作者 孔戈 周健 +1 位作者 王绍博 张姣 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第3期101-107,共7页

联络通道与盾构隧道的连接处是隧道抗震的薄弱环节,但目前有关联络通道抗震性能的研究开展得还很少。对于隧道与联络通道连接部位这类典型的空间结构,三维动力有限元分析是最为有效的方法,而其中的人工边界条件和地震动输入方法是实现... 联络通道与盾构隧道的连接处是隧道抗震的薄弱环节,但目前有关联络通道抗震性能的研究开展得还很少。对于隧道与联络通道连接部位这类典型的空间结构,三维动力有限元分析是最为有效的方法,而其中的人工边界条件和地震动输入方法是实现这一方法的关键技术之一。本文以显式形式将多次透射边界条件引入三维动力分析控制方程,采用分割算法分别求解边界节点和内部节点的响应,然后以对武汉长江隧道工程为背景,利用这种算法研究了隧道与联络通道连接处的地震响应规律,并对采用柔性搭接代替刚性接头和地基加固两种措施的减振效果进行了计算分析。 展开更多

关键词 盾构隧道 联络通道 多次透射边界 接头 抗震性能

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水平成层场地地震反应非线性分析 被引量：24

15

作者 金星 孔戈 丁海平 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第3期38-43,共6页

本文首先推导了李小军积分格式(中心差分与Newmark平均加速度法相结合)的增量形式,并据此离散动力平衡方程,同时,采用Pyke提出的土动力本构模型以及多次透射人工边界条件,提出了一种水平成层场地地震反应非线性分析的显式有限元方法,并... 本文首先推导了李小军积分格式(中心差分与Newmark平均加速度法相结合)的增量形式,并据此离散动力平衡方程,同时,采用Pyke提出的土动力本构模型以及多次透射人工边界条件,提出了一种水平成层场地地震反应非线性分析的显式有限元方法,并据此编制了计算机程序。数值实验表明,这种方法能较好地模拟土层在强地震作用下的非线性特性。 展开更多

关键词 场地地震反应 多次透射边界 非线性 显式有限元方法

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山区台地框架建筑抗震性能研究 被引量：15

16

作者 杨佑发 王一功 李元初 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期36-40,51,共6页

建于山区台地上的多台阶爬山式横向错层框架是多见的一种结构形式,但以往对其抗震性能的研究还很少。利用二次开发后的ANSYS对台地框架在E1-Centro波作用下的抗震性能进行了上下部共同作用分析,对台地框架与普通框架的自振频率进行了对... 建于山区台地上的多台阶爬山式横向错层框架是多见的一种结构形式,但以往对其抗震性能的研究还很少。利用二次开发后的ANSYS对台地框架在E1-Centro波作用下的抗震性能进行了上下部共同作用分析,对台地框架与普通框架的自振频率进行了对比,探讨了台地框架最大加速度及最大层间位移角沿高度分布规律。有两个因素对台地框架的频率变化产生影响:一个是徒坎本身随着高度的增加而自振频率降低的趋势;另一个因素是由于位于徒坎上部的那部分框架层数减少,框架本身变刚而产生的自振频率增加的变化趋势。当徒坎弹性模量较大时,第二个影响因素占主导地位,当徒坎弹性模量较小时,第一个影响因素占主导地位。徒坎高度越高、位于徒坎下部的框架跨数越少,则台地框架与对应普通框架的地震反应差异越大。但这种差异既可能是台地框架的地震反应大于对应的普通框架,也可能小于对应的普通框架。当输入的地震动高频成分较多、徒坎弹性模量较小时,则趋向增大地震反应,而输入地震动的高频成分较小、徒坎弹性模量较大时,则趋向减小地震反应。 展开更多

关键词 台地框架 多次透射边界 土与结构相互作用

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针对场地地震反应分析的ANSYS二次开发 被引量：15

17

作者 王一功 杨佑发 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第2期42-45,共4页

以往的场地地震反应分析程序往往缺乏很好的前后处理,难以应用于实际工程。本文利用通用有限元分析程序ANSYS进行二次开发,引入多次透射边界以适用于场地地震反应分析。

关键词 ANSYS 场地地震反应 多次透射边界 抗震性能

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山区多层接地隔震框架结构的抗震性能研究 被引量：6

18

作者 杨佑发 刘泳伶 凌玲 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期11-16,共6页

筛选来自台湾集集地震同一场地类别上的三个台站的地震波,包括两条近断层地震波TCU054与TCU068和一条远场波ILA007,引入多次透射边界以模拟场地的无限性,利用二次开发后的ANSYS建立考虑土-结构相互作用的山区多层接地基础隔震与层间隔... 筛选来自台湾集集地震同一场地类别上的三个台站的地震波,包括两条近断层地震波TCU054与TCU068和一条远场波ILA007,引入多次透射边界以模拟场地的无限性,利用二次开发后的ANSYS建立考虑土-结构相互作用的山区多层接地基础隔震与层间隔震框架结构有限元模型,针对近断层地震动与远场地震动作用下山区隔震框架结构的位移、加速度、层间剪力与层间位移角等地震响应进行对比分析。结果表明:远场地震动作用下三种结构中位于陡坎上部楼层的层间剪力的相对关系均为非隔震>层间隔震>基础隔震,而两种隔震结构中位于陡坎下部楼层的层间剪力值很接近,与非隔震结构的相对关系与土体的刚度有关。多层接地框架的两种隔震形式均放大了掉层部分的层间剪力,但远场地震动作用下的放大效应比近断层地震动作用下的放大效应要低。两种隔震结构中位于陡坎上部的楼层在近断层地震动作用下的响应均大于远场地震动作用下的响应。 展开更多

关键词 近断层地震动 多层接地框架 多次透射边界 土与结构相互作用 基础隔震 层间隔震

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三维局部场地地震波散射问题谱元并行模拟方法 被引量：10

19

作者 于彦彦 芮志良 丁海平 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1342-1354,共13页

针对平面波入射下三维局部场地的波动散射问题,利用解析法实现了考虑非均匀分布谱元节点的自由场计算,将其作为谱元波动数值模拟的输入波场.利用高阶谱元方法模拟内域节点的运动,采用多次透射边界(MTF)模拟边界节点的运动,同时基于消息... 针对平面波入射下三维局部场地的波动散射问题,利用解析法实现了考虑非均匀分布谱元节点的自由场计算,将其作为谱元波动数值模拟的输入波场.利用高阶谱元方法模拟内域节点的运动,采用多次透射边界(MTF)模拟边界节点的运动,同时基于消息传递接口(MPI)技术完成跨节点的并行计算,进而实现基于谱元法的三维散射波动问题并行模拟,最后基于典型数值算例验证了方法的精度及稳定性表现.结果表明:本方法对于不同偏振方向入射体波下的局部场地三维散射问题均具有较高的模拟精度.直至3阶MTF,在满足内域计算稳定的前提下,取MTF人工波速接近介质剪切波速即可实现长持时稳定计算,而无需其他消除高频振荡的附加措施.取较小的消飘因子即可消除MTF的低频飘移失稳且基本不影响模拟精度.本方法在平面波入射下区域性三维地震动数值模拟分析中具有较好的应用前景. 展开更多

关键词 波动散射问题 谱元法 多次透射边界 三维地震动 稳定性

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多层接地框架土-结构共同作用分析 被引量：9

20

作者 王一功 杨佑发 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第3期88-93,共6页

多层接地框架是山地、丘陵地区多见的一种结构形式,但以往对其抗震性能研究不是很多。利用二次开发后的ANSYS对多层接地框架抗震性能进行了上下部共同作用分析,发现多层接地框架的抗震性能受到地基情况的明显影响。

关键词 多层接地框架 ANSYS 上下部共同作用 多次透射边界

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