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动水中带封板圆柱壳振动的轴对称有限元⁃边界元耦合计算方法
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作者 张德春 陈浩然 +2 位作者 李鹏 刘桂祥 杨翊仁 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期687-696,共10页
针对水环境中带封板圆柱壳的动力学计算提出了一种轴对称有限元⁃边界元耦合计算方法。基于结构的周期性特征,圆柱壳和封板的运动可通过其母线的运动唯一确定。将母线离散为若干个单元以进行有限元求解。通过能量法获得单元矩阵并组装成... 针对水环境中带封板圆柱壳的动力学计算提出了一种轴对称有限元⁃边界元耦合计算方法。基于结构的周期性特征,圆柱壳和封板的运动可通过其母线的运动唯一确定。将母线离散为若干个单元以进行有限元求解。通过能量法获得单元矩阵并组装成总体矩阵,建立了结构运动的有限元计算格式;考虑流体的轴对称特征,在结构母线上建立轴对称边界元并构建了流弹压力的边界元计算格式;获得流体压力后将其转换为有限元节点的等效节点力,其表现为流体附加质量、阻尼和刚度;结合结构运动方程和流弹压力计算格式,构造了求解该类流⁃固耦合问题的轴对称有限元⁃边界元耦合计算方法。本文计算结果与已有理论解和商用分析软件计算结果吻合较好,表明了本文方法的准确性。相比于商用分析软件,本文方法具有更高的计算效率,可直接获得圆柱壳在流体中的质量和刚度矩阵,有利于受迫振动的快速计算。基于本文方法分析了端部含封板复杂圆柱壳在动水中的湿频率和稳定性特性,结果表明:封板会改变壳体表面流动特性,更易诱发圆柱壳的流弹失稳。 展开更多
关键词 圆柱壳 流⁃固耦合 封板 轴向流 有限元边界耦合
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基于混合有限元-边界元的声振系统多材料拓扑优化方法研究
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作者 林心玥 赵文畅 +1 位作者 操小龙 陈海波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期106-117,共12页
针对结构和外声场相互作用的声振强耦合系统,建立了基于混合有限元-边界元的多材料拓扑优化设计方法。为处理优化过程中声振耦合面的变化,设置固定的虚拟界面将计算域划分为有界域和无界域,分别由混合位移-压力有限元方法(混合有限元方... 针对结构和外声场相互作用的声振强耦合系统,建立了基于混合有限元-边界元的多材料拓扑优化设计方法。为处理优化过程中声振耦合面的变化,设置固定的虚拟界面将计算域划分为有界域和无界域,分别由混合位移-压力有限元方法(混合有限元方法)和边界元方法进行离散。运用混合有限元方法能够避免对声振耦合面的显式表征,且能使有限元与边界元离散交界面固定不变,有效减少计算成本。运用有序固体各向同性材料惩罚模型,建立单一设计变量下的多材料拓扑优化模型。以结构的辐射声功率级作为优化的目标函数,并采用伴随变量法进行灵敏度分析,最后通过移动渐进线优化算法对优化问题进行求解。通过基于Heaviside函数的分段投影密度滤波器进行优化后处理,得到数值稳定的多材料优化设计。数值模拟表明,该研究建立的多材料优化方法不仅具有高优化灵活度,同时可以降低声振耦合系统的辐射声功率级,是一个有效的拓扑优化方法。 展开更多
关键词 声振耦合系统 拓扑优化 混合有限元 边界 多材料设计
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基于薄片有限元-无限元耦合模型的地铁列车振动环境影响分析 被引量:15
3
作者 马龙祥 刘维宁 +1 位作者 蒋雅君 晏启祥 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第15期111-117,共7页
鉴于地铁运营引发隧道及地层沿线路纵向的振动水平及特性不甚明确,应用薄片有限元-无限元耦合模型对地铁列车运营引发隧道基底、隧道壁及地表在垂直于线路的水平方向、铅垂方向及线路纵向三个方向上的振动响应进行高精度分析及比较。分... 鉴于地铁运营引发隧道及地层沿线路纵向的振动水平及特性不甚明确,应用薄片有限元-无限元耦合模型对地铁列车运营引发隧道基底、隧道壁及地表在垂直于线路的水平方向、铅垂方向及线路纵向三个方向上的振动响应进行高精度分析及比较。分析结果表明:(1)地铁列车运营引发横向、垂向及纵向三个方向6 Hz以下的低频振动在地表均衰减得极其缓慢,且地表三个方向的振动速度、加速度响应具有相似的频率成分;(2)列车运营引起隧道壁的纵向振动响应在1~100 Hz频段内较小,在该频段内的大部分频率点处,其响应甚至小于地表的纵向振动响应;(3)在隧道基底及隧道壁,由列车运营引发的纵向振动响应在1~100 Hz频段以内显著小于由其引发的垂向振动响应,但在地表,由列车运营引发的纵向振动响应具有同横向、垂向响应相当的量值。 展开更多
关键词 地铁振动 环境响应 纵向振动响应 数值模拟 薄片有限元-无限耦合模型
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基于有限元-无限元耦合的2.5D直流电阻率数值模拟 被引量:9
4
作者 肖晓 原源 汤井田 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2691-2700,共10页
为了解决传统有限元截断边界所引起的问题,提出一种新的2.5D直流电阻率有限元-无限元耦合数值模拟方法。首先推导无限元2.5D单元映射函数,然后提出一种无限元形函数,将其与传统有限元相结合,取代传统的混合边界,使得电位在无限域内连续... 为了解决传统有限元截断边界所引起的问题,提出一种新的2.5D直流电阻率有限元-无限元耦合数值模拟方法。首先推导无限元2.5D单元映射函数,然后提出一种无限元形函数,将其与传统有限元相结合,取代传统的混合边界,使得电位在无限域内连续并在无限远处衰减为0 V,最终形成的刚度矩阵稀疏对称并与场源位置无关。研究结果表明:在相同的网格剖分下,有限元无限元耦合方法比传统有限元法能够在边界测点处得到更高的计算精度,能够在较小的计算范围内得到更优的计算结果,从而有利于减少节点数,提高计算速度;由于系数矩阵不随场源位置改变,有利于加速反演计算。 展开更多
关键词 2.5D 有限元-无限 数值模拟 电法勘探
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高坝泄洪诱发场地振动传播问题的有限元-无限元耦合分析 被引量:5
5
作者 张龑 练继建 +1 位作者 李松辉 刘昉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第15期14-26,58,共14页
高坝泄洪引起巨大水流脉动荷载产生的振动,沿河谷向上下游传播,结果会导致场地振动,对周围建筑物及居民正常生活造成不利影响。通过引入"有限元-无限元"理论,研究建立包含泄水建筑物、地基、周边场地土体以及无限半空间的有限... 高坝泄洪引起巨大水流脉动荷载产生的振动,沿河谷向上下游传播,结果会导致场地振动,对周围建筑物及居民正常生活造成不利影响。通过引入"有限元-无限元"理论,研究建立包含泄水建筑物、地基、周边场地土体以及无限半空间的有限元-无限元耦合模型,研究多振源联合激励模拟方法,分析高坝泄洪诱发场地振动的传播问题。结果发现,将同时采集到的引起场地振动的5处激励源视为5个独立的、不相关的等效荷载,通过无限元来处理边界条件,计算结果与原型观测结果更为接近。古河道区域场地振动强度相对较大,沿水平面传播初期强度变化不大,后期衰减迅速;其余区域振动强度较小,传播初期振动衰减迅速,随着距离的增加,衰减变得缓慢。振动能量初期大多为0.5~4.0 Hz的宽频振动,随着振动向下游传播,振动能量频带越来越集中,且低频能量衰减迅速。垂向传播过程中,覆盖层处的振动强度在同一个量级波动,振动频带较宽,振动传递至场地浅层泥岩层后振动强度迅速减小,频带逐渐变窄,且低频逐渐被土体过滤,传递至深部砂岩层后,振动强度可忽略不计。 展开更多
关键词 水流脉动荷载 场地振动 有限元-无限 振源 传播特性
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地铁振动预测的周期性有限元-边界元耦合模型 被引量:13
6
作者 刘卫丰 刘维宁 +1 位作者 Gupta S Degrande G 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期480-485,共6页
针对地铁列车运行引起的隧道结构和自由场中的振动响应问题,提出了一个在频率-波数域内的三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型,此模型中隧道结构采用有限元法计算,自由场采用边界元法模拟。此模型采用Floquet变换,利用隧道和自由场... 针对地铁列车运行引起的隧道结构和自由场中的振动响应问题,提出了一个在频率-波数域内的三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型,此模型中隧道结构采用有限元法计算,自由场采用边界元法模拟。此模型采用Floquet变换,利用隧道和自由场在隧道轴线方向上的周期性,把无限长的隧道及自由场的网格划分限制在一个基本元内,这样使动力学数值计算的效率大大提高。利用此模型计算了在隧道底板上施加固定单位谐振荷载情况下隧道-自由场相互作用系统的动力响应,结果表明此模型可应用于地铁列车运行引起的隧道和自由场中的动力响应预测。 展开更多
关键词 地铁 有限元-边界耦合模型 周期性 隧道-自由场相互作用
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有限元-无限元耦合法在桩-土动态反应中的应用 被引量:4
7
作者 尚守平 莫颖 熊辉 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1-5,共5页
推导了4+2节点动力无限元的位移形函数及坐标形函数,进而得到具有不同波动组合位移衰减形式的二维谐振无限元,并运用通用有限元软件建立了单桩动力荷载下的有限元-无限元(FEM-IEM)耦合模型,分析了竖向、水平及弯矩谐振作用下不同类型单... 推导了4+2节点动力无限元的位移形函数及坐标形函数,进而得到具有不同波动组合位移衰减形式的二维谐振无限元,并运用通用有限元软件建立了单桩动力荷载下的有限元-无限元(FEM-IEM)耦合模型,分析了竖向、水平及弯矩谐振作用下不同类型单桩在不同土性中的动力反应.计算结果证明,本文提出的耦合方法在计算效率和精度上具有优势. 展开更多
关键词 耦合 相互作用 -土动态反应 谐振无限
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复合地基上圆形基础板样条有限元-无限元耦合分析 被引量:4
8
作者 郑刚 姜忻良 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第5期558-562,共5页
根据圆柱体柱坐标的极点条件构造了两组合适的位移函数,分别表征圆板-板下地基与外围土的位移,使在任意荷载下圆心处的应力应变不再奇异,并根据复合地基的特点,提出了将桩-土模拟成各向异性体,计算圆板应力和变形的方法,并给出... 根据圆柱体柱坐标的极点条件构造了两组合适的位移函数,分别表征圆板-板下地基与外围土的位移,使在任意荷载下圆心处的应力应变不再奇异,并根据复合地基的特点,提出了将桩-土模拟成各向异性体,计算圆板应力和变形的方法,并给出了算例. 展开更多
关键词 圆板 复合地基 样条 有限元 无限 耦合
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求解半无限平面动力问题的边界元与有限元耦合模型 被引量:14
9
作者 李宏男 王前信 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1996年第4期134-139,共6页
在地震作用下,由输电塔和导线组成的耦联体系的精确分析是非常复杂的,工程中需要一种合理的抗震计算简图。文献[1]和[2]提出了该种耦联体系的简化抗震计算方法。本文进一步发展了这种方法,建立该种耦联体系在纵向地震作用下更... 在地震作用下,由输电塔和导线组成的耦联体系的精确分析是非常复杂的,工程中需要一种合理的抗震计算简图。文献[1]和[2]提出了该种耦联体系的简化抗震计算方法。本文进一步发展了这种方法,建立该种耦联体系在纵向地震作用下更一般的力学模型,导出了相应的运动方程和求解方法。最后,给出了数值算例。结果表明,导线对输电塔地震反应的影响是重要的。 展开更多
关键词 边界 有限元 动力响应 无穷 耦合模型 地基
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半无限弹性空间中移动荷载动力响应的频域-波数域比例边界有限元法分析 被引量:3
10
作者 雷晓燕 徐斌 徐满清 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期798-805,共8页
基于Fourier积分变换和虚功原理,形成了频域-波数域比例边界有限元法,分析了移动荷载作用下半空间域弹性空间动力响应。首先对半无限域弹性体的动力控制方程进行时间到频域,荷载移动方向的空间域到波数的Fourier积分变换,然后选择比例中... 基于Fourier积分变换和虚功原理,形成了频域-波数域比例边界有限元法,分析了移动荷载作用下半空间域弹性空间动力响应。首先对半无限域弹性体的动力控制方程进行时间到频域,荷载移动方向的空间域到波数的Fourier积分变换,然后选择比例中心,利用虚功原理,在地铁隧道孔洞横截面环向上采用有限元法意义离散,建立了频域-波数域比例边界有限元方程,进而形成了一阶微分矩阵方程形式的半无限空间动力刚度。文中理论推导表明:利用文中方法分析半无限域中沿地铁隧道结构纵轴向的移动荷载动力响应问题,不仅可避免无穷边界计算处理误差,而且可极大减小计算分析量。计算结果表明:半无限弹性地基的振动响应随移动荷载速度增大而增大,尤其是当荷载速度增大到土体剪切波速后,振动波传播到土体表面引起土体振动显著增大,土体振动性增大,将会对土体及表面结构的安全性形成一定影响,另一方面土体的振动在沿地铁隧道纵轴向的衰减比竖向慢。 展开更多
关键词 土动力学 无限弹性空间 虚功原理 移动荷载 频域-波数域比例边界有限元
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一种有限元-边界元耦合分域算法 被引量:1
11
作者 严波 杜鹃 +1 位作者 胡宁 关根英树 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第4期463-469,共7页
提出了一种有限元_边界元耦合分域算法.该算法将所分析问题的区域分解成有限元和边界元子域,在满足两子域界面上位移和面力协调连续的条件下,通过迭代求解得到问题的解.在迭代求解过程中,引入动态松弛系数,使收敛得以加速.该方法在两子... 提出了一种有限元_边界元耦合分域算法.该算法将所分析问题的区域分解成有限元和边界元子域,在满足两子域界面上位移和面力协调连续的条件下,通过迭代求解得到问题的解.在迭代求解过程中,引入动态松弛系数,使收敛得以加速.该方法在两子域界面上有限单元结点和边界单元结点的位置相互独立,无需协调一致,对诸如裂纹扩展过程的模拟具有独特的优势.用所提出的耦合算法分析算例,得到的结果与有限元法、边界元法和另一种耦合算法的数值计算结果一致,验证了这种算法的正确性和可行性. 展开更多
关键词 有限元 边界 耦合算法 区域分解
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饱和地基轴对称竖向振动有限元-无限元耦合解 被引量:1
12
作者 王国才 宋春雨 陈龙珠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期764-768,共5页
根据饱和土弹性波动方程和波的传播特性,建立了饱和地基轴对称竖向振动问题的一种有限元-无限元耦合解法并编制了计算程序;对可蜕化为单相弹性地基的气饱和土(干土)与渗透性很差的水饱和土地基,应用该方法计算了Lamb问题的地表竖向位移... 根据饱和土弹性波动方程和波的传播特性,建立了饱和地基轴对称竖向振动问题的一种有限元-无限元耦合解法并编制了计算程序;对可蜕化为单相弹性地基的气饱和土(干土)与渗透性很差的水饱和土地基,应用该方法计算了Lamb问题的地表竖向位移,其结果与既有单相弹性地基的理论解吻合良好.所提出方法可为求解层状饱和地基轴对称动力问题、研究饱和土中单桩复合地基动测技术等提供一种较为简便而可靠的分析手段. 展开更多
关键词 饱和地基 轴对称 竖向振动 有限元-无限耦合
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月面手动插旗过程的离散元-有限元耦合分析
13
作者 梁绍敏 冯云田 王志华 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期666-673,688,共9页
在月球表面插入旗帜对人类探索宇宙具有重要意义.本文采用离散元G有限元耦合算法对手动插旗过程进行数值分析,首先,建立月壤的离散元模型、旗杆的有限元模型以及月壤与旗杆相互作用的离散元G有限元耦合模型;然后,对旗杆的结构进行优化... 在月球表面插入旗帜对人类探索宇宙具有重要意义.本文采用离散元G有限元耦合算法对手动插旗过程进行数值分析,首先,建立月壤的离散元模型、旗杆的有限元模型以及月壤与旗杆相互作用的离散元G有限元耦合模型;然后,对旗杆的结构进行优化设计以提高其稳固性;最后,提出三种不同的插旗方式并讨论不同插旗方式下旗杆的动力特性.研究结果表明,离散元G有限元耦合算法对月面插旗过程的模拟是有效的;底部尖锐度及稳定支架开叉角度的合理设计有利于增大旗杆的入壤深度和旗杆的稳固性;增大直接插入法中轴向力、提高敲击插入法中敲击力和敲击频率均可以增加旗杆的入壤深度;旋转插入法中旋转速度和旋转频率对插入过程影响较小.以上研究可为月面手动插旗提供有效的方案和理论参考. 展开更多
关键词 旗杆结构设计 插旗方式 入壤深度 稳固性分析 离散-有限元耦合算法
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有限元与无限边界元的耦合数值解法
14
作者 陈虬 许廷兴 《中国海上油气(工程)》 1990年第3期19-26,共8页
本文提出用有限元—无限边界元耦合方法对结构体系作弹性分析。它是将结构体系的不同区域分别用有限元法和无限边界元法求解,从而能体现两种方法的优点。本法十分适宜对结构一地基体系作静、动态分析。数值结果显示,本法有较高的计算精... 本文提出用有限元—无限边界元耦合方法对结构体系作弹性分析。它是将结构体系的不同区域分别用有限元法和无限边界元法求解,从而能体现两种方法的优点。本法十分适宜对结构一地基体系作静、动态分析。数值结果显示,本法有较高的计算精度并节省机时。 展开更多
关键词 有限元 无限边界 耦合数值解
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采用非匹配网格离散的快速边界元-有限元宽频声振耦合分析
15
作者 王博 王焘 +1 位作者 尤军峰 校金友 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期167-176,共10页
为构造出性能优异的声振耦合仿真系统,采用直接耦合方法建立了声振问题的边界元-有限元耦合方程,并对其求解方案的选取进行了详细讨论,最终实现了大规模耦合线性方程组的快速求解;考虑更具一般意义的耦合界面上声场边界元网格和结构有... 为构造出性能优异的声振耦合仿真系统,采用直接耦合方法建立了声振问题的边界元-有限元耦合方程,并对其求解方案的选取进行了详细讨论,最终实现了大规模耦合线性方程组的快速求解;考虑更具一般意义的耦合界面上声场边界元网格和结构有限元网格不匹配的情形,采用加权余量法构造了高阶非匹配单元之间的数据交换矩阵,实现了耦合界面上各物理场之间的高精度数据交换;介绍了适用于宽频问题的快速定向算法的实现原理,并将其引入声振耦合方程,在全频段内实现了对常规边界元矩阵的有效压缩,提高了声振耦合方法的计算效率;通过解析算例和自由度超过40万的大规模复杂算例,验证了本文方法的正确性和性能,特别是与现有同类方法相比,本文方法在保证高精度的同时,适用频段明显更宽,可达现有方法的3~4倍。 展开更多
关键词 声振耦合 边界 有限元 快速定向算法 非匹配网格 数据交换
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动态响应分析的有限元-边界元耦合迭代法 被引量:4
16
作者 陈虬 许廷兴 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第4期51-56,共6页
有限元法与边界元法的耦合是一种有实用价值的数值解法。本文提出采用有限-边界元耦合迭代法对体系作动态响应分析。此法将求解区域剖分为二,分别采用有限元法和边界元法,在其交界面上通过迭代法满足界面条件。然后利用Wilson-θ法求解... 有限元法与边界元法的耦合是一种有实用价值的数值解法。本文提出采用有限-边界元耦合迭代法对体系作动态响应分析。此法将求解区域剖分为二,分别采用有限元法和边界元法,在其交界面上通过迭代法满足界面条件。然后利用Wilson-θ法求解该动力微分方程。此法兼有有限元法和边界元法的特色,因此具有计算效率较高、输入数据少、节省计算机内存等优点,且适宜在微机上应用。 展开更多
关键词 动态响应 有限元 边界 耦合 微机
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结构声学耦合随机性分析的等几何有限元-边界元法研究 被引量:8
17
作者 胡昊文 王中王 +1 位作者 徐延明 陈磊磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期159-167,共9页
采用有限元法(FEM)进行水下壳结构振动响应分析,边界元法(BEM)进行结构振动声学分析;组合有限元法与边界元法构成耦合FEM-BEM方法进行水下薄壳结构声振强耦合分析。为了克服传统拉格朗日函数近似几何模型与物理场插值计算时的不连续与... 采用有限元法(FEM)进行水下壳结构振动响应分析,边界元法(BEM)进行结构振动声学分析;组合有限元法与边界元法构成耦合FEM-BEM方法进行水下薄壳结构声振强耦合分析。为了克服传统拉格朗日函数近似几何模型与物理场插值计算时的不连续与低精度问题,采用Loop细分曲面等几何法构建几何模型,并采用相同的样条函数进行物理场高阶插值计算,实现水下声振强耦合系统的CAD/CAE的集成分析。随机性分析致力于研究系统输入的不确定造成的输出不确定。蒙特卡罗模拟(MCs)因简单直接被认为是解决复杂多维不确定性问题的通用工具,然而巨大的计算成本降低了其适用性。采用本征正交分解(POD)和径向基函数(RBF)可降低计算成本,提高计算效率,实现基于MCs的快速随机性分析。考虑结构材料属性参数以及结构形状参数的不确定性对计算结果的影响,采用MCs分析随机变量下的结构声学响应的统计特征。最后通过若干算例验证该算法的正确性与有效性。 展开更多
关键词 有限元-边界(FEM-BEM)法 细分曲面 蒙特卡罗模拟(MCs) 本征正交分解(POD) 径向基函数(RBF)
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基于二次场的可控源电磁法三维有限元-无限元数值模拟 被引量:24
18
作者 张林成 汤井田 +1 位作者 任政勇 肖晓 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期3655-3666,共12页
本文提出了一种新的混合有限元-无限元三维可控源电磁法(CSEM)问题快速高精度正演模拟算法.首先从电场双旋度方程出发,推导了水平电偶极子源的二次场边值问题,采用无限元代替截断边界条件和有限元离散内部计算区域的新策略,达到减小计... 本文提出了一种新的混合有限元-无限元三维可控源电磁法(CSEM)问题快速高精度正演模拟算法.首先从电场双旋度方程出发,推导了水平电偶极子源的二次场边值问题,采用无限元代替截断边界条件和有限元离散内部计算区域的新策略,达到减小计算区域的目的,基于并行直接求解技术,实现多源CSEM问题的快速精确求解.其次,通过层状解析模型测试,一方面验证了新算法的正确性,另一方面通过与其他三种已知CSEM问题求解策略进行对比,表明了本文提出的基于二次场有限元-无限元算法具有离散区域小、求解速度快和计算精度高等优点.最后,通过3D模型计算,清晰直观地模拟了场源阴影效应,为野外数据的处理与解释提供指导. 展开更多
关键词 边界条件 有限元-无限 并行求解器 场源阴影效应
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有限元–边界元耦合法在运动导体涡流场中的应用 被引量:9
19
作者 刘守豹 阮江军 +2 位作者 张宇 杜志叶 黄道春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期123-128,共6页
基于A,φ-A法和库伦规范,推导了导体区域和非导体区域的有限元方程及自由空间的边界元方程,通过引入交界面条件,实现了将边界元矩阵等效为有限元矩阵求解的有限元-边界元耦合法(finite element and boundary element coupling method,FE... 基于A,φ-A法和库伦规范,推导了导体区域和非导体区域的有限元方程及自由空间的边界元方程,通过引入交界面条件,实现了将边界元矩阵等效为有限元矩阵求解的有限元-边界元耦合法(finite element and boundary element coupling method,FE-BECM)。将FE-BECM应用于TEAM-7问题的计算,验证了该方法处理开域涡流问题的有效性。当FE-BECM应用于运动导体涡流场(moving conductor eddy current,MCEC)问题时,用有限元离散源电流区域和运动部件,用边界元离散自由空间并关联相互独立的有限元区域。该方法克服了常规有限元法使用1套网格处理运动问题所遇到的麻烦。使用有限元-边界元耦合法对单级线圈炮问题进行了计算,验证了算法处理运动导体涡流场问题的有效性。 展开更多
关键词 有限元 边界 有限元-边界耦合 运动导体涡流场
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饱和土–隧道动力响应的2.5维有限元–边界元耦合模型 被引量:14
20
作者 何超 周顺华 +1 位作者 狄宏规 肖军华 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期126-136,共11页
针对饱和土中异形隧道的三维动力响应问题,建立了2.5维有限元与边界元耦合模型.将隧道结构视为弹性体,采用2.5维有限元建立隧道模型;将地基土视为饱和多孔介质,采用2.5维边界元建立饱和土体模型.借助组合辅助问题基本解消除了边界积分... 针对饱和土中异形隧道的三维动力响应问题,建立了2.5维有限元与边界元耦合模型.将隧道结构视为弹性体,采用2.5维有限元建立隧道模型;将地基土视为饱和多孔介质,采用2.5维边界元建立饱和土体模型.借助组合辅助问题基本解消除了边界积分方程的奇异性.利用饱和土与隧道接触面的位移、面力连续和完全透水或完全不透水边界条件,实现2.5维有限元和边界元模型的耦合求解.模型具有计算效率高、适用范围广的优点.通过与完全透水和完全不透水边界条件下轴对称问题的半解析解以及单相介质的2.5维有限元与边界元耦合模型对比,验证了本文模型的正确性.最后利用该模型计算了饱和土体中类矩形隧道在移动载荷作用下的三维动力响应,分析了不同土体渗透性下位移及孔隙水压力沿隧道轴向、环向和深度的分布规律.结果表明:(1)孔隙水压力随土体渗透性增大而显著减小,位移受土体渗透性影响小;(2)位移及孔隙水压力在隧道环向主要分布在距载荷作用点两侧约2 m的范围内;(3)孔隙水压力沿深度的衰减比土体位移快,且孔隙水压力和轴向位移沿深度的分布受土体渗透性影响大. 展开更多
关键词 饱和土 异形隧道 动力响应 有限元边界耦合 FOURIER变换
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