传统有限元法对大坝-不规则地基-库水系统进行建模时存在一定的局限性。基于ABAQUS二次开发接口,实现了比例边界有限元方法(scaled boundary finite element method,SBFEM)与八叉树网格的结合,建立了一种考虑真实地形的高拱坝-不规则地...传统有限元法对大坝-不规则地基-库水系统进行建模时存在一定的局限性。基于ABAQUS二次开发接口,实现了比例边界有限元方法(scaled boundary finite element method,SBFEM)与八叉树网格的结合,建立了一种考虑真实地形的高拱坝-不规则地基-库水系统自动建模方法。利用构建的八叉树比例边界有限元法对某重力坝地震响应进行了数值验证。随后对NG5拱坝系统分别基于平整地基和不规则地基进行线弹性和非线性动力响应分析。结果表明:在地震作用下,相较于简化的平整地基拱坝系统,不规则地基拱坝系统坝顶与坝底横河向相对位移以及第一主应力峰值变化较大,分别增加了73.5%和103.6%;考虑拱坝横缝以及材料非线性的情况下,坝顶与坝底横河向相对位移以及顺河向相对位移和相对速度分别增加了43.9%、32.0%和56.6%,同时边缝的法向开度增加尤为显著,增加了388.9%和381.8%,开度峰值增加了105%,在应力和损伤方面,第一主应力峰值增加了81.6%,损伤较大的区域也沿着坝体底部进行了扩展。展开更多
研究了复杂微细导线电容矩阵提取边界元法(boundary element method,BEM)的边界离散问题以及增强计算精度和数值稳定性的有效措施,分析了开阔边界尺寸、开阔边界离散、导线离散对计算精度的影响以及伪解、矩阵奇异性问题,提出了基于导...研究了复杂微细导线电容矩阵提取边界元法(boundary element method,BEM)的边界离散问题以及增强计算精度和数值稳定性的有效措施,分析了开阔边界尺寸、开阔边界离散、导线离散对计算精度的影响以及伪解、矩阵奇异性问题,提出了基于导线离散迭代和开阔边界迭代两阶段自动迭代边界元算法(automatic iterative boundary element method,AIBEM),并结合实例阐述了全域法和区域分解法两种多层介质问题系数矩阵生成方法。研究结果表明,边界环内生成的系数矩阵存在误差均衡协调问题,对复杂模型需合理选择各线段离散单元数及开阔边界尺寸,通过AIBEM可以获得经济的离散参数,有效避免矩阵奇异性,并提高收敛稳定性。将计算结果与有限元法、解析法、传输线法、矩量法进行了对比分析,证实了算法的可靠性。展开更多
文摘传统有限元法对大坝-不规则地基-库水系统进行建模时存在一定的局限性。基于ABAQUS二次开发接口,实现了比例边界有限元方法(scaled boundary finite element method,SBFEM)与八叉树网格的结合,建立了一种考虑真实地形的高拱坝-不规则地基-库水系统自动建模方法。利用构建的八叉树比例边界有限元法对某重力坝地震响应进行了数值验证。随后对NG5拱坝系统分别基于平整地基和不规则地基进行线弹性和非线性动力响应分析。结果表明:在地震作用下,相较于简化的平整地基拱坝系统,不规则地基拱坝系统坝顶与坝底横河向相对位移以及第一主应力峰值变化较大,分别增加了73.5%和103.6%;考虑拱坝横缝以及材料非线性的情况下,坝顶与坝底横河向相对位移以及顺河向相对位移和相对速度分别增加了43.9%、32.0%和56.6%,同时边缝的法向开度增加尤为显著,增加了388.9%和381.8%,开度峰值增加了105%,在应力和损伤方面,第一主应力峰值增加了81.6%,损伤较大的区域也沿着坝体底部进行了扩展。
文摘研究了复杂微细导线电容矩阵提取边界元法(boundary element method,BEM)的边界离散问题以及增强计算精度和数值稳定性的有效措施,分析了开阔边界尺寸、开阔边界离散、导线离散对计算精度的影响以及伪解、矩阵奇异性问题,提出了基于导线离散迭代和开阔边界迭代两阶段自动迭代边界元算法(automatic iterative boundary element method,AIBEM),并结合实例阐述了全域法和区域分解法两种多层介质问题系数矩阵生成方法。研究结果表明,边界环内生成的系数矩阵存在误差均衡协调问题,对复杂模型需合理选择各线段离散单元数及开阔边界尺寸,通过AIBEM可以获得经济的离散参数,有效避免矩阵奇异性,并提高收敛稳定性。将计算结果与有限元法、解析法、传输线法、矩量法进行了对比分析,证实了算法的可靠性。
