数值流形方法中的几点改进 被引量：33

1

作者 王芝银 李云鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期33-36,共4页

简述了岩石力学中的数值流形方法及其分析过程，并就流形方法的具体实施作了几点改进，给出了相应的公式和算例。

关键词 岩石力学 流形方法 单形积分

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数值流形方法及其研究进展 被引量：25

2

作者 王芝银 李云鹏 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期261-266,共6页

数值流形方法是当前岩体力学与工程界十分关注的一种新的数值方法.本文简述了数值流形方法的基本概念及其研究与应用进展,指出了它与有限元法的主要区别,提出了作者的几点粗浅看法.

关键词 岩体力学 数值流形方法 研究进展 有限元法 大位移 势能变分

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基于矩阵特殊运算的高阶流形单元分析 被引量：12

3

作者 林绍忠 祁勇峰 苏海东 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2006年第3期36-39,共4页

在数值流形法的单元分析中广泛采用单纯形积分进行精确积分,然而在高阶数值流形法中采用单纯形积分并不容易,因为要求被积函数为显式多项式函数。采用Kronecker积、Hadamard积和拉直等矩阵特殊运算进行高阶流形单元分析,使得单元矩阵的... 在数值流形法的单元分析中广泛采用单纯形积分进行精确积分,然而在高阶数值流形法中采用单纯形积分并不容易,因为要求被积函数为显式多项式函数。采用Kronecker积、Hadamard积和拉直等矩阵特殊运算进行高阶流形单元分析,使得单元矩阵的推导过程简单且被积函数易表示为多项式形式。在此基础上,开发了三维弹性连续体静力分析的高阶数值流形法程序。通过实例验证了公式和程序的正确性。 展开更多

关键词 数值流形法 高阶覆盖函数 单元分析 矩阵特殊运算 单纯形积分

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节理岩体爆破破坏模式的机理分析及数值模拟 被引量：13

4

作者 张力民 吕淑然 刘红岩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第7期16-19,共4页

节理的存在是岩体明显区别于岩石的一个重要特征,也是导致岩体具有非均质性及各向异性的一个重要因素。在对节理影响岩体爆破破坏模式的机理进行分析的基础上,利用能够很好模拟岩体内节理分布及裂纹产生与扩展的一种新的数值方法——数... 节理的存在是岩体明显区别于岩石的一个重要特征,也是导致岩体具有非均质性及各向异性的一个重要因素。在对节理影响岩体爆破破坏模式的机理进行分析的基础上,利用能够很好模拟岩体内节理分布及裂纹产生与扩展的一种新的数值方法——数值流形方法,对3种不同节理岩体,即无节理岩体、均布水平节理岩体、均布垂直节理岩体等在均布于垂直于圆周方向上的爆炸荷载作用下的破坏过程进行了模拟。由模拟结果可以明显看出,节理的存在对岩体的破坏模式起到了关键性的控制作用,完整岩体的破坏形式呈现出了很好的对称性,而水平及垂直节理岩体的破坏模式在很大程度上是受到节理分布的控制。 展开更多

关键词 节理岩体 爆破破坏 破坏模式 机理分析 数值流形方法

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岩石双孔爆破过程的流形元法模拟 被引量：11

5

作者 黄涛 陈鹏万 +1 位作者 张国新 杨军 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期434-440,共7页

在流形元基本理论基础上,引入断裂力学的裂纹产生及扩展判据,应用二阶流形元对岩石双孔爆破过程进行了研究,模拟了双孔同时起爆和毫秒延时起爆两种条件下裂纹的产生和扩展、块体的形成以及漏斗形成过程,分析了爆炸载荷作用下岩石的破坏... 在流形元基本理论基础上,引入断裂力学的裂纹产生及扩展判据,应用二阶流形元对岩石双孔爆破过程进行了研究,模拟了双孔同时起爆和毫秒延时起爆两种条件下裂纹的产生和扩展、块体的形成以及漏斗形成过程,分析了爆炸载荷作用下岩石的破坏规律以及起爆条件对该过程的影响,验证了流形元法在研究冲击载荷作用下岩石从连续体到不连续体破坏过程的准确性和有效性,为研究类似问题提供一个新的思路和方法。 展开更多

关键词 爆炸力学 岩石破坏过程 流形元法 双孔爆破 冲击载荷 数值模拟

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爆炸荷载下岩石破坏的数值流形方法模拟 被引量：13

6

作者 刘红岩 秦四清 杨军 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期50-56,共7页

为了更好地利用数值流形方法对动力学问题进行分析,在对原数值流形方法中的动力学问题求解思想进行分析的基础上,采用动力有限元方法中的Newmark法对该算法进行了改进。改进后的数值流形方法与原来相比具有三个明显的优势:(1)当选择合... 为了更好地利用数值流形方法对动力学问题进行分析,在对原数值流形方法中的动力学问题求解思想进行分析的基础上,采用动力有限元方法中的Newmark法对该算法进行了改进。改进后的数值流形方法与原来相比具有三个明显的优势:(1)当选择合适的参数后,该方法能够保证解的无条件收敛;(2)可以采用比原算法大得多的时间步长;(3)充分考虑了动力学问题中的阻尼效应。最后通过一个算例说明了改进后的数值流形方法能够很好地模拟岩石在冲击载荷作用下破坏的全过程,克服了有限元法不能模拟岩石破坏后块体运动情况的不足。 展开更多

关键词 爆炸力学 数值流形方法 数值模拟 岩石 块体运动 爆炸荷载

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裂隙岩体温度-渗流耦合数值流形方法 被引量：6

7

作者 刘学伟 刘泉声 +1 位作者 黄诗冰 董启朋 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期77-83,共7页

在建立岩体裂隙岩体温度-渗流耦合微分控制方程的基础上,基于裂隙网络渗流理论和数值流形理论,通过分析考虑裂隙作用的温度场和流形覆盖与裂隙网络的关系,以裂隙网络节点水头、覆盖温度函数为求解量,提出裂隙岩体温度-渗流耦合的数值流... 在建立岩体裂隙岩体温度-渗流耦合微分控制方程的基础上,基于裂隙网络渗流理论和数值流形理论,通过分析考虑裂隙作用的温度场和流形覆盖与裂隙网络的关系,以裂隙网络节点水头、覆盖温度函数为求解量,提出裂隙岩体温度-渗流耦合的数值流形方法。该方法利用数值流形理论中网格、覆盖及流形单元的关系,可以在同一数学网格下实现对温度-渗流耦合场的迭代求解。由于渗流裂隙网络必定会与材料边界相交,所以数学网格不受边界及裂隙限制,能够有效地避免常规方法中裂隙处网格划分问题,该方法特别适合于模拟裂隙岩体的耦合问题。运用该模型对部分算例进行了计算,验证了方法的正确性。 展开更多

关键词 岩石力学 裂隙岩体 温度渗流耦合 数值流形方法(NMM)

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数值流形方法及其在岩石力学中的应用 被引量：16

8

作者 李树忱 程玉民 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期446-454,共9页

数值流形方法是目前岩石力学分析的主要方法之一.该方法起源于不连续变形分析,主要用于统一求解连续和非连续问题,其核心技术是在分析时采用了双重网格:数学网格提供的节点形成求解域的有限覆盖和权函数;而物理网格为求解的积分域.数学... 数值流形方法是目前岩石力学分析的主要方法之一.该方法起源于不连续变形分析,主要用于统一求解连续和非连续问题,其核心技术是在分析时采用了双重网格:数学网格提供的节点形成求解域的有限覆盖和权函数;而物理网格为求解的积分域.数学网格被用来建立数学覆盖,数学覆盖与物理网格的交集定义为物理覆盖,由物理覆盖的交集形成流形单元.流形方法的优点在于它使用了独立的数学和物理网格,具有和有限元明显不同的定义形式,且数学网格对于同一问题不同的求解精度的需求可以很方便地细化.由于该方法考虑了块体运动学,可以模拟节理岩体裂隙的开裂和闭合过程,因而在岩石力学中得到了广泛应用,近年来许多学者对该方法进行了研究.本文简要叙述了节理岩体的数值方法从连续到非连续的发展过程,详细地介绍了数值流形方法的组成和数值流形方法在岩石力学及其相关领域的研究和发展概况,最后就作者所关心的一些问题,如三维问题的数值流形方法、数值流形方法在物理非线性问题和裂纹扩展问题中的应用、相关的耦合方法等进行了探讨. 展开更多

关键词 数值流形方法 求解精度 交集 定义形式 非连续 积分域 有限覆盖 数学 物理 学分

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裂隙岩体温度场数值流形方法初步研究 被引量：11

9

作者 刘泉声 刘学伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期635-642,共8页

基于三角形有限覆盖数值流形理论,提出了裂隙岩体二维不稳定温度场求解的数值流形方法(NMM),并推导了第一类温度边界条件处理的罚方法,给出了计算格式。数值流形方法采用两套覆盖,其中数学覆盖独立于求解区域,生成数学覆盖时不用考虑裂... 基于三角形有限覆盖数值流形理论,提出了裂隙岩体二维不稳定温度场求解的数值流形方法(NMM),并推导了第一类温度边界条件处理的罚方法,给出了计算格式。数值流形方法采用两套覆盖,其中数学覆盖独立于求解区域,生成数学覆盖时不用考虑裂隙数量、位置和方向,避免了常规方法处理裂隙处网格划分的不便。对于裂隙岩体,裂隙两侧对应不同流形单元,可以实现温度的不连续模拟。裂隙作为内部流形单元或外部边界条件叠加进入到温度场的总体求解矩阵中,实现了裂隙岩体温度场的数值流形求解。该方法具有较高精度,且能求解任意多条裂隙的岩体温度场问题。最后对部分文献算例进行计算,结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 岩石力学 不稳定温度场 裂隙岩体 数值流形

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高阶数值流形方法的初应力公式 被引量：5

10

作者 苏海东 崔建华 谢小玲 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期270-274,共5页

高阶数值流形方法和高阶DDA方法可以显著提高结构变形的计算精度,但目前涉及几何非线性问题的研究成果大都计算精度差甚至不收敛,这是由高阶初应力公式的不准确或不正确引起的。本文介绍数值流形方法的大变形计算格式,基于平面三角形数... 高阶数值流形方法和高阶DDA方法可以显著提高结构变形的计算精度,但目前涉及几何非线性问题的研究成果大都计算精度差甚至不收敛,这是由高阶初应力公式的不准确或不正确引起的。本文介绍数值流形方法的大变形计算格式,基于平面三角形数学网格和多项式覆盖函数,提出高阶流形法的两种初应力处理方法,首次导出了高阶初应力的准确公式。该公式在分步计算的初应力累加中考虑了大变形结构的构形变化,并将初应力表示成多项式函数形式以满足单纯形积分的要求。文中给出的悬臂梁大变形数值算例与理论解的对比结果证明了方法的正确性。本文的方法和公式也适用于三维四面体数学网格,稍加修改后将可应用于高阶DDA方法和常规的有限元方法。 展开更多

关键词 数值流形方法 高阶多项式覆盖函数 大变形 初应力 单纯形积分

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流形法在岩石力学研究中的应用 被引量：8

11

作者 莫海鸿 陈尤雯 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第9期48-53,共6页

简要地介绍了流形法的基本概念、基本方程、广义结点和广义单元、非连续变形问题的双重网格描述、覆盖、星、星的构造、单元与物理边界的识别。文中给出了一个算例，并对流形法作了一些评论。

关键词 流形 岩石力学 数值方法 不连续变形

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基于动态加速度显式数值流形法的边坡稳定性分析 被引量：3

12

作者 余荣春 莫敏华 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第11期53-58,共6页

为增强数值流形法(Numerical Manifold Method,NMM)处理大规模非线性动力学问题的精度,借助显式积分算法在处理大规模非线性问题方面的优势,同时延续NMM可在同一计算架构下处理连续—不连续问题的特点,提出了动态加速度显式数值流形法... 为增强数值流形法(Numerical Manifold Method,NMM)处理大规模非线性动力学问题的精度,借助显式积分算法在处理大规模非线性问题方面的优势,同时延续NMM可在同一计算架构下处理连续—不连续问题的特点,提出了动态加速度显式数值流形法。定义加速度在单个时间步长内呈线性变化,推导了动态加速度显式积分算法公式,并进行了动态加速度显式数值流形法稳定性测试,最后将该方法应用到某露天矿岩质边坡稳定性分析中。研究表明:当程序运算总时步数越多,块体数目越多时,动态加速度显式数值流形法相较于传统NMM的优势越明显,进一步印证了该方法在处理大规模非线性动力学问题的可行性。露天矿边坡失稳模式为中上部推移式滑坡,考虑到滑坡体厚度约为30 m以及滑坡体的实际状况,推荐采取对滑坡体及失稳面进行注浆加固的方式,增强其自承载能力来提高其稳定性,进而也可支撑滑坡体后方边坡。 展开更多

关键词 露天矿 数值流形方法 显式积分算法 岩质边坡 稳定性分析

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基于CAD几何的数值流形方法初步研究 被引量：6

13

作者 陈积瞻 苏海东 祁勇峰 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第2期137-143,共7页

计算机辅助工程中的设计—分析—再设计的反复过程,蕴含着计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程分析(CAE)相融合的迫切需求。提出基于CAD几何的数值流形方法:按照CAE真实物理场分布的复杂程度来布置数学网格和设置近似函数阶次,比等几... 计算机辅助工程中的设计—分析—再设计的反复过程,蕴含着计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程分析(CAE)相融合的迫切需求。提出基于CAD几何的数值流形方法:按照CAE真实物理场分布的复杂程度来布置数学网格和设置近似函数阶次,比等几何分析方法更合理;只需引入自动且快速的切割操作,就能实现CAD模型进入CAE后无需修改而直接建模;针对以往的流形法需要将曲线边界离散成折线的问题,给出了曲线边界与网格直边的切割算法,实现了几何模型在CAE建模和网格细化中的保形性;针对流形法通常使用的多项式近似函数,推导了曲线"近似"单纯形的解析积分公式并应用于带有曲线边界的流形元的精确积分运算;最后通过平板内的圆孔算例验证了方法的可行性。该方法对CAD和CAE的融合提出了全新的思路,为实现CAD进入CAE后的自动化分析打下了基础。 展开更多

关键词 数值流形方法 等几何分析方法 CAD几何 曲线与直线的切割 单纯形积分 CAD/CAE协同

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岩石力学与工程问题的DDA和NMM模拟研究进展 被引量：7

14

作者 甯尤军 吕昕阳 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期657-672,共16页

全面回顾了非连续变形分析(DDA)方法与数值流形方法(NMM)在岩石力学与工程问题模拟领域的研究与应用进展。首先论述了相关理论与算法的研究现状,包括DDA中旋转虚假体积膨胀及能量损耗问题的解决,开裂破坏模拟的子块体单元DDA方法和节点... 全面回顾了非连续变形分析(DDA)方法与数值流形方法(NMM)在岩石力学与工程问题模拟领域的研究与应用进展。首先论述了相关理论与算法的研究现状,包括DDA中旋转虚假体积膨胀及能量损耗问题的解决,开裂破坏模拟的子块体单元DDA方法和节点DDA方法,以及颗粒DDA方法的发展等;也包括对NMM开裂破坏模拟能力及双重覆盖系统的研究,无网格NMM及粒子NMM的发展等;其中还涉及单纯形积分、高阶方法、材料本构模型、显式与并行计算的研究等;此外还对接触相关问题的研究进行了专门论述。随后,对DDA与NMM在岩体边坡失稳与落石、地下岩体结构的变形与破坏、应力波传播与岩石爆破、岩体结构地震破坏与失稳及岩体锚固工程领域的代表性研究与应用工作进行了详细论述。在此基础上,凝练和论述了DDA和NMM研究与应用面临的主要问题与挑战,包括计算控制参数、计算效率、多物理场、三维方法、程序的商业化开发等,并给出了相应的对策建议。 展开更多

关键词 岩石力学 非连续变形分析(DDA) 数值流形方法(NMM)

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