滨海悬挂式止水帷幕深基坑非稳定渗流模型 被引量：1

1

作者 孟旭 陈东霞 +1 位作者 陈波 袁博 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期149-156,共8页

为研究海洋潮汐波动对滨海深基坑降水工程的影响,建立了滨海潮汐波动下悬挂式止水帷幕深基坑非稳定渗流模型。通过Laplace变换、Fourier余弦变换及逆变换和Stehfest数值逆变换得到实域空间半解析解。将半解析解退化成已知解并利用COMSO... 为研究海洋潮汐波动对滨海深基坑降水工程的影响,建立了滨海潮汐波动下悬挂式止水帷幕深基坑非稳定渗流模型。通过Laplace变换、Fourier余弦变换及逆变换和Stehfest数值逆变换得到实域空间半解析解。将半解析解退化成已知解并利用COMSOL软件建立数值模型,分别验证了模型半解析解的准确性。分析模型半解析解的影响参数,结果表明:潮汐波动会影响深基坑降水效果,潮位高峰时可减缓抽水井流影响,而潮位低谷时加剧了抽水井流影响,建议滨海深基坑止水帷幕插入比不小于0.6,以缓解潮汐对降水的影响;随着深基坑尺寸比的增大,滨海深基坑需加大抽水量才能满足降水需求;土层渗透系数各向异性对地下水渗流影响较大,在实际降水设计时,应考虑土层渗透系数各向异性的影响。 展开更多

关键词 滨海潮汐波动 止水帷幕 非稳定渗流 深基坑尺寸比 土层各向异性

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桁架钢筋笼免支模现浇混凝土梁施工技术研究

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作者 张鹏程 郑少锋 +3 位作者 王权民 卫振海 林新强 廖金杰 《混凝土》 北大核心 2025年第1期181-186,192,共7页

对一般的钢筋混凝土梁的钢筋笼,加设斜腹筋,使形成三角形网格的钢筋桁架结构,用来承担施工荷载,实现免支模施工,以减少用工人数、提高生产效率、减少工程能耗、节约建设成本。基于规范中梁的钢筋构造要求,设计了适宜加工的梁桁架钢筋笼... 对一般的钢筋混凝土梁的钢筋笼,加设斜腹筋,使形成三角形网格的钢筋桁架结构,用来承担施工荷载,实现免支模施工,以减少用工人数、提高生产效率、减少工程能耗、节约建设成本。基于规范中梁的钢筋构造要求,设计了适宜加工的梁桁架钢筋笼;通过数值模拟开展了桁架选型优化;通过工地实地制作,取得了将普通绑扎钢筋笼改造为桁架结构的可行工艺;通过现场堆载试验,测试了钢筋桁架的基本承载能力;通过桁架钢筋笼浇筑成梁后进行试验室加载试验,验证了采用新工艺施工对梁后期承载性能无不利影响。对一般的钢筋混凝土结构施工,本方法无需改变设计,施工单位只在原施工图设计配筋的基础上,作为施工措施加入斜腹筋,制成刚性钢筋笼,在其上封挂模板后,吊装就位,浇筑混凝土,用工少、吊件轻、免支模、质量可靠、生产效率提高、成本显著降低。 展开更多

关键词 桁架钢筋笼 现浇混凝土 施工技术 免施工脚手架 减少用工人数

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钢筋桁架混凝土梁弯剪性能数值模拟研究

3

作者 张鹏程 郑少锋 +4 位作者 王权民 卫振海 林新强 廖金杰 陈平阳 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期37-47,共11页

通过在普通混凝土梁钢筋笼中加焊斜腹筋可以制成钢筋桁架来承担施工荷载,从而免设支架支撑。为研究钢筋桁架免支模施工是否会影响梁的后期受力性能,建立了钢筋桁架混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的精细有限元模型,分析对比其性能差异。结... 通过在普通混凝土梁钢筋笼中加焊斜腹筋可以制成钢筋桁架来承担施工荷载,从而免设支架支撑。为研究钢筋桁架免支模施工是否会影响梁的后期受力性能,建立了钢筋桁架混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的精细有限元模型,分析对比其性能差异。结果表明:对于一般的简支梁,为免支模所增加的斜钢筋用量约为原梁钢筋总量的12%,施工阶段钢筋桁架可只承担其自重施工荷载,相应的受力钢筋最大强度应力比不大于0.2;钢筋桁架不改变梁受拉钢筋面积,建成后梁正截面受弯承载力提高,延性更好;斜截面受剪与设置弯起钢筋效果相同,可按照规范公式计算。 展开更多

关键词 钢筋混凝土梁 钢筋桁架 斜腹筋 受弯性能 受剪性能 数值模拟

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无网格配点法核函数的一种量化优选方法

4

作者 邓立克 陈鹏林 王东东 《力学学报》 北大核心 2025年第9期2134-2148,共15页

无网格配点法具有构造形式简单、计算高效的特点.但在实际计算中,当采用不同支持域大小或核函数阶次进行计算时,其精度可能产生量级差异.而目前核函数的选择常依赖于经验,缺乏无网格配点法最优核函数的选取理论与方法.通过对无网格配点... 无网格配点法具有构造形式简单、计算高效的特点.但在实际计算中,当采用不同支持域大小或核函数阶次进行计算时,其精度可能产生量级差异.而目前核函数的选择常依赖于经验,缺乏无网格配点法最优核函数的选取理论与方法.通过对无网格配点法的误差表达式进行系统分析,提出了一种将核函数参数和计算精度直接联系起来的无网格配点法核函数量化优选方法.首先,利用隐式一阶梯度求导构建无网格形函数二阶梯度,以提升无网格配点法的计算效率.接着,基于局部截断误差分析方法建立无网格配点法的误差表达式.最后,通过分析核函数与计算精度之间的内在关系,提取无网格配点法的误差系数.理论分析表明,无网格配点法的最优核函数受误差系数控制,因此可利用误差系数确定最优核函数.该方法无需预先求解方程,且不依赖于特定问题.文中通过系列算例验证了无网格配点法核函数量化优选方法的有效性.结果表明,所提方法能够合理度量核函数对无网格配点法精度的影响,数值与理论结果吻合良好. 展开更多

关键词 无网格配点法 核函数 支持域 精度分析 误差系数

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基于频谱分析的二阶非线性随机波作用下海床液化概率计算

5

作者 蔡明辉 杨明辉 杨汉 《海洋工程》 北大核心 2025年第2期102-113,共12页

恶劣海况条件下由波浪荷载引起的海床液化是造成海洋结构物失稳的主要因素之一。为研究恶劣海况条件下海床最大液化深度的响应问题,首先将海洋波浪视为二阶非线性随机波,并以波浪频谱作为描述随机波浪的主要参数,推导了海床内部超孔隙... 恶劣海况条件下由波浪荷载引起的海床液化是造成海洋结构物失稳的主要因素之一。为研究恶劣海况条件下海床最大液化深度的响应问题,首先将海洋波浪视为二阶非线性随机波,并以波浪频谱作为描述随机波浪的主要参数,推导了海床内部超孔隙水压力响应频谱与随机波频谱关系式。在此基础上,考虑了随机波浪荷载作用下海床动态响应计算结果的不确定性,依据基于瑞利变换的概率分析方法,结合二阶非线性随机波作用下超孔隙水压力动态响应解析解,提出了以频谱为基础计算参数的非线性随机波作用下海床土体液化概率的求解方法,该方法可直接计算不同深度处海床液化概率值,概率计算过程简便高效,并与他人的试验数据对比,验证了该方法的实用性。最后,利用Jonswap谱作为输入频谱进行分析,分析结果显示:有效波高Hs与显著波周期Ts的增大会增大不同深度处的海床液化概率,且最大液化深度也随之增加;而在相同的波浪等级下,最大液化深度随水深d的减小而增大;非均匀海床上覆土层的性质主导了海床的液化概率分布情况。 展开更多

关键词 二阶非线性随机波 波浪荷载 海床动态响应 频谱 液化概率

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基于灰色聚类评估和OWA算子的厦门市公路工程项目绿色施工评价研究 被引量：1

6

作者 王海猛 王志伟 +4 位作者 吴新烨 李政珂 王文杰 胡义新 江峰 《中国软科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2023年第S01期251-258,共8页

"双碳"目标背景下绿色低碳公路建设仍存在决策缺少定量数据支撑、低碳循环利用水平低、制度保障措施不健全等一些问题.结合厦门区域的气候、资源和社会经济发展水平等特点,制定包括"四节一保"、人员健康安全等内容... "双碳"目标背景下绿色低碳公路建设仍存在决策缺少定量数据支撑、低碳循环利用水平低、制度保障措施不健全等一些问题.结合厦门区域的气候、资源和社会经济发展水平等特点,制定包括"四节一保"、人员健康安全等内容的厦门市绿色公路建设导则;建立一套符合本区域实际情况的公路工程项目绿色公路等级评价体系;基于灰色聚类评估和OWA算子等理论构建厦门市绿色公路等级评价模型.在此基础上,进行绿色公路量化等级评价.研究成果对于规范我国绿色公路的建设及管理具有重要的科学意义及应用价值. 展开更多

关键词 绿色公路建设导则 灰色聚类评估 OWA算子 评价体系模型 量化等级评价

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埃尔米特梁单元的分块对角与高阶质量矩阵

7

作者 王东东 吴振宇 侯松阳 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期178-185,共8页

埃尔米特梁单元常用的集中质量矩阵,是由挠度自由度对应的一致质量矩阵元素通过行求和或节点积分构造.然而,数值结果表明该集中质量矩阵在求解包含自由端的梁振动问题时,会出现频率精度掉阶现象.本文首先从保障质量矩阵最优收敛性的数... 埃尔米特梁单元常用的集中质量矩阵,是由挠度自由度对应的一致质量矩阵元素通过行求和或节点积分构造.然而,数值结果表明该集中质量矩阵在求解包含自由端的梁振动问题时,会出现频率精度掉阶现象.本文首先从保障质量矩阵最优收敛性的数值积分精度出发,分别针对三次和五次梁单元,发展了质量矩阵的梯度增强节点积分方案.利用梯度增强节点积分方案,可以得到具有分块对角形式的单元质量矩阵,而其组装的整体质量矩阵除边界节点外仍然呈现对角形式.对于两种单元,其分块对角质量矩阵分别具有4阶最优精度和6阶次优精度.再者,将标准一致质量矩阵和具有同阶精度的梯度增强节点积分质量矩阵进行优化组合,建立了具有超收敛特性的高阶质量矩阵.最后,通过数值算例系统验证了三次和五次单元的分块对角与高阶质量矩阵的频率计算精度. 展开更多

关键词 埃尔米特梁单元 振动频率 集中质量矩阵 分块对角质量矩阵 高阶质量矩阵

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粗颗粒-壁面碰撞试验分析及随机反弹模型构建 被引量：1

8

作者 王华昆 刘方舟 +2 位作者 高婧 余杨 李彦豪 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期96-109,共14页

为了揭示深海采矿水力输送过程中不规则粗颗粒与壁面碰撞的特征,建立了相应的随机反弹概率模型,为粗颗粒与壁面相互作用的数值分析提供了基础模型。采用粗颗粒自由落体试验和图像识别技术,对不同入射速度和入射角度下粗颗粒的随机反弹... 为了揭示深海采矿水力输送过程中不规则粗颗粒与壁面碰撞的特征,建立了相应的随机反弹概率模型,为粗颗粒与壁面相互作用的数值分析提供了基础模型。采用粗颗粒自由落体试验和图像识别技术,对不同入射速度和入射角度下粗颗粒的随机反弹过程进行了试验研究。通过自定义MATLAB程序实现了粒子运动参数的自动提取与分析。基于概率统计分析和非线性回归方法,建立了不同入射速度和入射角度下粗颗粒随机反弹的解析预测模型。最后进行数值模拟,获得特定撞击条件下颗粒的随机反弹信息,并将文中模型预测与现有研究中模型给出的预测进行了比较。研究表明:正态分布和广义极值分布均可较好地描述粗颗粒随机反弹运动特征;粗颗粒在低入射角碰撞下除反弹模式外还有滑移-偏转的模式,随入射角的增加,随机反弹角的均值先略有下降,然后逐渐增加,而反弹角的离散度随入射角增加呈指数增加;对于速度恢复系数,随着入射角的增加,能量耗散增加,速度恢复系数减小,恢复系数的离散度略有增加;随着入射角的增加,角速度变化的均值遵循半正弦波函数,当入射角为45°时旋转最显著,旋转角速度的标准差先增大后减小。此外,数值重构时,应使用截断值以避免不合理的样本数据。 展开更多

关键词 粗颗粒 随机反弹 图像识别 概率模型 深海采矿

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加肋钢悬臂支撑-底部钢板组合桥面拓宽技术

9

作者 谭万里 余嘉康 +4 位作者 孙庄敬 邓晖 熊子多 梅甘娜 王东东 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期743-752,共10页

[目的]在桥面拓宽施工过程中,常出现新旧桥连接处纵向开裂、拓宽桥面横向开裂等典型问题,如何通过优化和改进桥面拓宽技术解决这些问题是桥梁工程的一个重要内容.[方法]以国内首座跨海大桥——厦门大桥的桥面拓宽工程为背景,提出了一种... [目的]在桥面拓宽施工过程中,常出现新旧桥连接处纵向开裂、拓宽桥面横向开裂等典型问题,如何通过优化和改进桥面拓宽技术解决这些问题是桥梁工程的一个重要内容.[方法]以国内首座跨海大桥——厦门大桥的桥面拓宽工程为背景,提出了一种加肋钢悬臂支撑-底部钢板组合的桥面拓宽方法.该方法有机结合了钢-混组合梁、正交异性钢悬臂板、底部加固钢板等桥面拓宽加固方法,采用混凝土现浇板作为桥面板、湿接法连接新旧桥梁,然后通过外延加肋钢悬臂构建支撑结构,并兼做现浇桥面混凝土的永久性模板.[结果]厦门大桥桥面拓宽加固工程的三维有限元仿真结果表明,钢悬臂布置间距增大会导致拓宽部分混凝土桥面板的拉应力增加,而设置下部加固钢板对于拓宽桥梁结构的挠度和应力分布影响明显.[结论]通过合理布置钢悬臂支撑结构和底部钢板,可显著减少拓宽部分混凝土纵横向裂缝的产生,改善拓宽后的桥梁的力学性能.相关成果有效支撑了厦门大桥的拓宽加固改造施工,为同类工程提供了有益的参考. 展开更多

关键词 厦门大桥 桥面拓宽 加肋钢悬臂支撑 底部加固钢板 桥面裂缝

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基于碰撞动力学的高速公路线形与行驶安全研究 被引量：1

10

作者 吴新烨 郭良镕 刘中华 《高技术通讯》 CAS 2022年第12期1283-1290,共8页

为了减小不合理道路线形对车辆行驶安全性的影响,开展了道路线形与碰撞事故后的车辆行驶稳定性的研究。通过二维点碰撞动力学分析,建立车辆碰撞事故模型,推导车辆碰撞前后动力学参数的关系。通过建立碰撞后车路耦合动力学模型,以车辆侧... 为了减小不合理道路线形对车辆行驶安全性的影响,开展了道路线形与碰撞事故后的车辆行驶稳定性的研究。通过二维点碰撞动力学分析,建立车辆碰撞事故模型,推导车辆碰撞前后动力学参数的关系。通过建立碰撞后车路耦合动力学模型,以车辆侧翻为临界条件,推导圆曲线半径和超高的安全阈值关系式,提出基于碰撞后车辆行驶安全的道路线形设计建议方案。通过PC-Crash仿真模拟碰撞事故,验证了建议方案的合理性。 展开更多

关键词 交通工程 安全行驶 碰撞动力学 高速公路 道路线形

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高铁站房大跨度屋盖钢结构整体提升数值模拟及施工安全监测 被引量：28

11

作者 范立军 稂学斌 +2 位作者 范春生 吴新烨 张建国 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期719-724,共6页

高铁潮汕站南站房屋主体为钢筋混凝土结构,屋盖为“几”字形焊接球钢网架体系,是典型的大跨度钢屋盖结构,网架核心部分采用了整体提升施工方法.本文首先进行该工程整体提升的施工模拟仿真计算,分析关键受力杆件在提升过程中的应力应变情... 高铁潮汕站南站房屋主体为钢筋混凝土结构,屋盖为“几”字形焊接球钢网架体系,是典型的大跨度钢屋盖结构,网架核心部分采用了整体提升施工方法.本文首先进行该工程整体提升的施工模拟仿真计算,分析关键受力杆件在提升过程中的应力应变情况,获取施工过程中的危险阶段和薄弱环节,为现场实测的测点布置提供理论依据.再结合应变片安装的可行性,在多个最不利杆件上粘贴应变片并布置导线,实时监测整体提升阶段屋盖网架结构的应力变化情况,确保施工过程的安全性.本研究为大跨度屋盖网架结构整体提升的施工监测提供了思路和整体框架,可为同类工程建设提供有益的参考与借鉴. 展开更多

关键词 大跨度屋盖 钢结构 整体提升 施工监测 有限元模拟

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基于赫林格-赖斯纳变分原理的一致高效无网格本质边界条件施加方法 被引量：3

12

作者 吴俊超 吴新瑜 +1 位作者 赵珧冰 王东东 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3283-3296,共14页

无网格法具有高阶连续光滑的形函数,在结构分析中呈现出显著的精度优势.但无网格形函数在节点处一般没有插值性,导致伽辽金无网格法难以直接施加本质边界条件.采用变分一致尼兹法施加边界条件的数值解具有良好的收敛性和稳定性,因而得... 无网格法具有高阶连续光滑的形函数,在结构分析中呈现出显著的精度优势.但无网格形函数在节点处一般没有插值性,导致伽辽金无网格法难以直接施加本质边界条件.采用变分一致尼兹法施加边界条件的数值解具有良好的收敛性和稳定性,因而得到了非常广泛的应用,然而该方法仍然需要引入人工参数来保证算法的稳定性.本文以赫林格-赖斯纳变分原理为基础,建立了一种变分一致的本质边界条件施加方法.该方法采用混合离散近似赫林格-赖斯纳变分原理弱形式中的位移和应力,其中位移采用传统无网格形函数进行离散,而应力则在背景积分单元中近似为相应阶次的多项式.此时的无网格离散方程可视为一种新型的尼兹法施加本质边界条件,其中修正变分项采用再生光滑梯度和无网格形函数进行混合离散,稳定项则内嵌于赫林格-赖斯纳变分原理弱形式中,无需额外增加稳定项,消除了对人工参数的依赖性.该方法无需计算复杂耗时的形函数导数,并满足积分约束条件,保证了数值求解的精度.数值结果表明,所提方法能够保证伽辽金无网格法的计算精度最优误差收敛率,与传统的尼兹法相比明显提高了计算效率. 展开更多

关键词 无网格法 赫林格-赖斯纳变分原理 本质边界条件 再生光滑梯度 变分一致性

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高压异径管应力-冲蚀耦合损伤特性及结构优化 被引量：8

13

作者 王华昆 王彤瑶 余杨 《压力容器》 北大核心 2023年第10期47-57,共11页

冲蚀损伤是管道失效的主要原因,通过数值模拟研究了高压异径管的应力-冲蚀耦合损伤演化特性。将自定义应力-冲蚀模型嵌入COMSOL Multiphysics,分析了流速、出口压力、质量流率、粒径、上游段长度等参数对内高压异径管冲蚀损伤演化的影响... 冲蚀损伤是管道失效的主要原因,通过数值模拟研究了高压异径管的应力-冲蚀耦合损伤演化特性。将自定义应力-冲蚀模型嵌入COMSOL Multiphysics,分析了流速、出口压力、质量流率、粒径、上游段长度等参数对内高压异径管冲蚀损伤演化的影响,并对异径管过渡段进行优化设计,提出了最佳几何构型。研究表明:在应力-冲蚀耦合下,上游段长度未达到临界长度前,最大冲蚀速率随着上游段长度的增大而增大,且冲蚀热点会不断下移。一旦上游段长度达到临界值,冲蚀形貌便会趋于稳定。管内应力的增加会引起管壁冲蚀加剧,且随着应力不断接近管道屈服应力,应力加速效应会更加显著,而流速、颗粒粒径、颗粒浓度是影响应力-冲蚀的主要因素。此外,冲蚀率随着过渡段倾角θ的减小而减小,不同流速下过渡段倾角的最佳取值存在差异。综合考虑成本及结构安全性,笔者认为θ=10°~15°为异径管的最佳构型。 展开更多

关键词 异径管 应力-冲蚀 CFD数值模拟 多物理场

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对八字内支撑单壁钢套箱围堰及其在厦门大桥墩柱加固中的应用 被引量：3

14

作者 邓晖 余嘉康 +3 位作者 袁凯 孙庄敬 熊子多 王东东 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期725-732,共8页

在跨海大桥的桥墩改造加固工程中,通常采用双壁钢围堰进行施工区排水和防水,但该类围堰存在耗材多、拼装复杂、重复利用率低等问题.针对这些问题,本文依托厦门大桥改造过程中的墩柱加固施工,基于精细化三维有限元仿真分析,对钢套箱围堰... 在跨海大桥的桥墩改造加固工程中,通常采用双壁钢围堰进行施工区排水和防水,但该类围堰存在耗材多、拼装复杂、重复利用率低等问题.针对这些问题,本文依托厦门大桥改造过程中的墩柱加固施工,基于精细化三维有限元仿真分析,对钢套箱围堰的内支撑布置形式进行了系统优化,并通过局部加肋和法兰板加固等措施改善了结构的整体受力性能,提出了一种对八字内支撑轻型单壁钢套箱围堰.与传统双壁钢围堰相比,该单壁钢围堰充分利用墩柱受力,呈现整体性好、结构简单、质量轻、用钢量少等优点.此外,由于采用了分块拼装式工艺,所提轻型单壁钢套箱围堰的安装和拆除施工无需大型起重设备,因而施工周期短、安全性高,具有重要的工程应用价值. 展开更多

关键词 厦门大桥 墩柱加固 单壁钢套箱围堰 对八字内支撑 有限元仿真

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中空细长圆柱壳内爆机理及其诱导链式失效研究 被引量：2

15

作者 王华昆 余杨 +1 位作者 孙震洲 许伟澎 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期1208-1220,共13页

本文采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法模拟深海中空细长圆柱壳在外压作用下的内爆。通过试验数据对数值计算结果进行校准,得到内爆过程中壳体和周围流体的响应,揭示多个壳体并排布置时的流固耦合机理。计算结果表明:圆柱壳内爆是一个瞬... 本文采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法模拟深海中空细长圆柱壳在外压作用下的内爆。通过试验数据对数值计算结果进行校准,得到内爆过程中壳体和周围流体的响应,揭示多个壳体并排布置时的流固耦合机理。计算结果表明:圆柱壳内爆是一个瞬态高能动力事件,在内爆过程中,周围的流体高速涌向壳体,导致压力分布发生空间变化,进而导致相邻壳体发生预变形,这种变形增加了壳体失稳的可能性;此外,内爆壳体内表面一旦发生接触,就会导致高速流动流体撞击壳体外表面,流体动量的瞬时变化会产生向外辐射的脉冲波,且压力脉冲峰值远高于环境压力,这将使邻近壳体进一步发生变形,从而诱发链式内爆反应。 展开更多

关键词 耐压壳 流固耦合 内爆 CEL

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三维20节点六面体和10节点四面体单元的高精度中节点集中质量矩阵 被引量：1

16

作者 侯松阳 王东东 +1 位作者 吴振宇 林智炜 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2043-2055,共13页

对于工程分析中常用的三维20节点六面体和10节点四面体单元,采用行求和法得到的集中质量矩阵由于包含负质量元素,难以直接用于动力分析.虽然常用的主对角元素放大法,即HRZ方法,可以有效规避负质量元素,但是该方法仍缺乏理论层面的精度分... 对于工程分析中常用的三维20节点六面体和10节点四面体单元,采用行求和法得到的集中质量矩阵由于包含负质量元素,难以直接用于动力分析.虽然常用的主对角元素放大法,即HRZ方法,可以有效规避负质量元素,但是该方法仍缺乏理论层面的精度分析.本文首先以三维20节点六面体单元为例,构造一种包含待定参数的广义集中质量矩阵,并将HRZ集中质量矩阵作为特例涵盖其中,进而建立了20节点六面体单元广义集中质量矩阵的频率精度表达式.然后,通过参数优化,提出20节点六面体单元的中节点集中质量矩阵构造方法,并从理论上证明其精度优于HRZ集中质量矩阵.该中节点集中质量矩阵形式简单,非常便于推广到10节点四面体单元.此外,利用中节点集中质量矩阵含有主对角零质量元素的特点,通过静力凝聚建立了相应的动力分析降阶模型,在保证计算精度的同时可大幅提升计算效率.自由振动和时程分析结果均表明,对于三维20节点六面体单元和10节点四面体单元,中节点集中质量矩阵的计算精度明显高于HRZ集中质量矩阵. 展开更多

关键词 20 节点六面体单元 10 节点四面体单元 主对角元素放大法 中节点集中质量矩阵 频率精度 降阶 模型

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基于数据非线性预处理的结构动力响应贝叶斯回归代理模型 被引量：1

17

作者 林智炜 付赛赛 +1 位作者 陈俊 王东东 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期548-556,共9页

随着结构形式的日益大型复杂化,精细有限元分析由于受到网格尺寸和时间积分步长的限制,通常难以同时保证效率与精度.为了提升结构动力分析效率,本文首先根据有限元形函数影响域对有限元动力计算前期数据进行压缩提炼,构造动力计算的训练... 随着结构形式的日益大型复杂化,精细有限元分析由于受到网格尺寸和时间积分步长的限制,通常难以同时保证效率与精度.为了提升结构动力分析效率,本文首先根据有限元形函数影响域对有限元动力计算前期数据进行压缩提炼,构造动力计算的训练集.其次,通过引入激活函数和B样条基函数对训练集数据进行非线性预处理,提升结构关键节点的动力响应计算精度.最后,将预处理后的训练集和贝叶斯回归方法相融合,提出了一种结构动力响应贝叶斯回归代理模型.文中通过典型算例验证了所提代理模型在保证计算精度的条件下,能够明显提升结构动力分析的计算效率. 展开更多

关键词 结构动力分析 有限元法 B样条基函数 贝叶斯回归 计算效率 数据预处理

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深海多金属结核生长模拟及宏观形貌研究

18

作者 王华昆 高婧 +3 位作者 蔡毅华 余杨 孙震洲 李修波 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2022年第5期121-131,共11页

研究旨在提出深海多金属结核生长的数值模拟方法,以获取典型的结核宏观形貌,为后续结核输运过程的冲击碎裂仿真提供几何模型。根据已有的深海多金属结核采样研究结果,假定矿物沉积速率满足正态分布。将多阶段时变随机沉积模型嵌入ABAQUS... 研究旨在提出深海多金属结核生长的数值模拟方法,以获取典型的结核宏观形貌,为后续结核输运过程的冲击碎裂仿真提供几何模型。根据已有的深海多金属结核采样研究结果,假定矿物沉积速率满足正态分布。将多阶段时变随机沉积模型嵌入ABAQUS UMESHMOTION子程序中,通过控制网格节点移动实现了结核多阶段随机生长模拟,给出了结核不同生长阶段的外形及截面特性模拟结果。分析了鱼骨、鲨鱼牙齿、板岩、鹅卵石等典型不同核心物质及矿物沉积速率变异性对结核生长过程的影响,确定了核心物质在海床淤泥中埋置深度对结核生长形态的影响。研究表明:基于网格节点移动的结核生长模拟技术可有效处理结核几何拓扑变化较小的生长过程,核心物质的初始形状及其在海床上的埋置深度是影响结核形貌的主要原因,而矿物沉积速率的变异性则主要影响结核表面的光滑度。 展开更多

关键词 深海矿物 多金属结核 沉积速率 埋置深度 结核生长 结核形貌

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再生光滑梯度无网格法动力特性研究

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作者 付赛赛 邓立克 +2 位作者 吴俊超 王东东 张灿辉 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1065-1075,共11页

无网格形函数的非多项式特性导致梯度计算复杂耗时,同时高斯积分方法不满足积分约束条件,因此传统伽辽金无网格法难以达到理论收敛率。再生光滑梯度的构造特点使其自然满足积分约束条件,并有效地避免计算无网格形函数的直接梯度,因而具... 无网格形函数的非多项式特性导致梯度计算复杂耗时,同时高斯积分方法不满足积分约束条件,因此传统伽辽金无网格法难以达到理论收敛率。再生光滑梯度的构造特点使其自然满足积分约束条件,并有效地避免计算无网格形函数的直接梯度,因而具有高效和精确的特点。为了探究再生光滑梯度无网格法的动力特性,本研究构造了基于再生光滑梯度理论的伽辽金无网格法的动力分析方法,详细研究了再生光滑梯度无网格法的动力计算精度,包括频散特性、自由振动和时程动力分析。再生光滑梯度无网格法采用再生光滑梯度替代传统的无网格形函数梯度,由于其本身与积分约束条件的内在一致性,直接采用基函数对应阶次的低阶高斯积分方法对质量和刚度矩阵进行数值积分,即可保证最优收敛率和精度。理论分析与数值计算结果均表明,再生光滑梯度无网格法的频散特性、频率收敛率和时程动力计算精度,都明显优于采用高阶高斯积分方法的传统无网格法。 展开更多

关键词 无网格法 动力分析 再生光滑梯度 收敛性 精度

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干湿循环和施工振动下残积土的强度变形及应用

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作者 陈东霞 唐佳润 +2 位作者 王东东 陈波 张婧怡 《华南理工大学学报(自然科学版)》 2025年第10期86-96,共11页

在干湿循环和施工振动共同作用下,残积土的强度和变形参数将发生显著劣化,对基坑工程的安全产生影响和威胁。借助直剪和固结试验获得残积土在干湿循环和施工振动作用下强度和变形的规律及劣化后参数预测模型,并将其应用于某地铁基坑开... 在干湿循环和施工振动共同作用下,残积土的强度和变形参数将发生显著劣化,对基坑工程的安全产生影响和威胁。借助直剪和固结试验获得残积土在干湿循环和施工振动作用下强度和变形的规律及劣化后参数预测模型,并将其应用于某地铁基坑开挖精细化数值模拟。试验分析发现:黏聚力c随干湿循环次数n和振动时间t的增加呈非线性衰减,内摩擦角φ随n增加呈波动上升,振动作用对φ的影响随n增加而减小;未经历振动时随n增加,压缩系数a_(v1-2)呈线性增长,参考切线模量E_(oed)^(ref)缓慢减小;经历振动后a_(v1-2)呈波动变化,E_(oed)^(ref)先快速减小、再缓慢减小、最后逐渐增大。考虑干湿循环和施工振动影响将基坑划分为6个影响区:干湿循环充分影响区、干湿循环影响过渡区、干湿循环和振动共同强影响区、干湿循环和振动共同弱影响区、仅振动影响区和无影响区。在各个区采用劣化后对应的土体参数开展基坑开挖精细化数值模拟,结果表明:随基坑边缘距离增大,地表沉降呈“先减小后增大”的变化趋势。随基坑深度增加,地下连续墙水平位移呈“两头小、中间大”的变化趋势;对于地表沉降和地下连续墙水平位移,有建筑物一侧的变形均小于无建筑物一侧的变形。考虑干湿循环和施工振动共同作用后的地表沉降、地下连续墙水平位移模拟结果更接近现场监测值,可为残积土基坑设计施工提供有效技术指导。 展开更多

关键词 残积土 干湿循环 振动 强度 变形 数值模拟

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