数值流形法独立覆盖区域的一种自动选取方法

部分重叠覆盖的数值流形法是一种以独立覆盖为主的分析方式。为了在常规尺寸单元的数学网格中自动选取独立覆盖区域,应用图的着色方法将数学网格的单元分为若干个独立集。在此基础上,以独立覆盖区域最多为原则,选择用于定义独立覆盖的单元(其所有结点覆盖合并为一个覆盖),其余单元作为重叠区域以保持连续性,不属于独立覆盖单元的结点作为常规的结点覆盖。通过算例,揭示了重叠覆盖间的线性相关仅存在于数学网格边界上的结点覆盖,覆盖合并可以减少整体刚度矩阵零特征值的数目,甚至完全避免线性相关。     

AutoCAD中VBA语言在渗流有限元前处理中的应用

利用VBA平台在AutoCAD中实现二次开发 ,使得仅需在超单元结点处点击鼠标 ,就可将结点坐标及单元信息写入文件 ,自动在图上标出相应的结点号 ;通过单元信息和结点信息绘制平面有限元网格图形 ,并复核其正确性 ,形成空间单元信息后 ,可高效绘制三维空间有限元网格 .     

AutoCAD ActiveX技术在有限元前处理中的应用

针对SAP-5程序的数据文件中结点及单元卡片输入繁琐的问题，提出一种运用AutoCAD ActiveX技术进行有限元网格的半自动剖分、生成结点及单元卡片的方法。     

基于有限元法的廖坊灌区渡槽结构内力分析

在实际工程的有限元建模求解过程中,所求解的内力截面往往不是直接由网格单元面构成,无法直接应用有限元内力法求解任意截面的内力值。首先对整体结构构件进行有限元计算,得到网格单元上的结点位移值及对应的应力值等信息;然后将截面所在结构组件的网格单元从三维有限元模型中进行脱离,直接利用"脱离体"网格单元结点的应力值列出截面平衡方程。根据结构力学的方法,可以很方便地对"脱离体"上的"任意"截面的内力进行求解;最后通过一个渡槽的工程应用实例验证了文中提出方法的正确性和可行性。有限元内力法可以很方便地求解结构中指定截面上的内力值,为混凝土结构的配筋设计等提供依据,供工程设计人员参考。     

渗流自由面确定方法的探讨

求解渗流自由面,传统的有限元方法属于网格变动法,但是其存在着一些比较显著的缺陷,较为适用的网格不变法包括残余流量法、初流量法、结点流量法以及虚单元法。在上述方法的基础上,提出了变单元渗透系数的方法,较简单地解决了渗流自由面的求解问题。     

具特征约束的有限元三角网格自动生成方法

 鉴于地下水数值计算中有限元剖分的特殊需要，提出了一种满足一定约束条件下某一区域内的三角网格自动生成方法，并给出了该方法实现的过程。该网格生成方法综合考虑了两种类型的内部特征约束：固定结点和固定单元边，在此基础上产生满足约束的离散点序列以及已有结点联系表，从而进行三角形网格的自动生成，自动便捷提供数值计算所需的模拟区离散的各种数据信息。另外，还讨论了网格生成后的校验与校正以及向四边形单元的拓展。     

用任意加密有限元剖分的方法研究拱坝强度裂缝的产状

本文建立了强度裂缝产状和应力状态的解析关系。建立了面相关单元、线(棱)相关单元和单元细分的相关级差的概念，利用两种任意结点数的三维等参单元和两种任意结点数的二维等参单元的研究结果，在相关级差等于1的约束下，建立了任意加密有限元剖分网格的三维随机有限元自适应算法。应用上述研究结果，解决了拱坝强度裂缝产状的精细算法。本文最后给出了一个算例，讨论了研究成果在控制拱坝强度裂缝发展和拱坝诱导缝的理性设置方面的应用。     

有限单元法中的隐式杆单元

一、前言 地下工程中的锚杆及钢筋混凝土结构中的钢筋在有限元计算中一般按杆单元考虑.目前的考虑方法及计算程序把杆单元的结点也作为整体计算网格的结点考虑(本文称这种杆单元为显式杆单元).为了照顾到杆单元,有时会给有限元的网格剖分带来一些麻烦,甚至额外增加不少单元和结点,相应地也增加了计算时间.例如图1所示的隧洞(为了简单而又能说明问题,没有画出衬砌),若没有锚杆单元,可以按图2剖分;但是如果把锚杆按显式杆单元考虑,就要按图3剖分.相比之下,图3的网格就比较复杂,单元数和结点数也较多.但是如果按本文的方法,把锚杆按隐式杆单元考虑,也可以按图2来剖分。显式锚杆的上述缺点对于同一种断面型式按不同锚杆布置方案计算时,对于根据地质情况和开挖方案设置与洞壁斜交的锚杆或超前锚杆时以及钢筋混凝土结构中配有斜钢筋时表现得就更突出.     

渗流作用下边坡稳定性分析的强度折减弹塑性有限元法

将边坡渗流的有限元计算和稳定分析的强度折减弹塑性有限元法相结合，对渗流作用下边坡的稳定性进行有限元计算与分析。基于有限元计算所得到的堤坝各单元结点水头，通过面力法和体力法两种等效方法计算渗流作用力，即通过单元结点水头计算作用于单元周边的孔隙水压力及其等价结点力或通过单元结点水头计算作用在单元上的渗透力及其等价结点力。将所确定的渗流等价结点力与土的自重、地震力等其它荷载共同施加于边坡上，采用强度折减弹塑性有限元数值分析确定边坡的临界失稳状态及其所相应的安全系数。应用实例表明该方法是有效的。     

利用GIS和RS技术分析青藏高原风火山小流域地形地貌特征

以30×30m DEM为基础,在GIS技术辅助下,以青藏高原风火山小流域为例,设计了水文响应单元划分的实现方案和算法,并结合不规则网格的有限体积法,进行流域水文模拟方式的探讨。从DEM中提取子流域,利用遥感图像进行土壤覆被类型划分,使得生成的每个水文单元有单一的土壤覆被类型,并根据所得类型图,进行流域积水面积阈值的求取;结合有限体积法不规则网格技术,对流域网格划分进行讨论,确定用于微分方程求解的编码方式。结果表明:结合RS和GIS能较准确地划分流域土地利用类型,求取河网集水面积阈值,划分流域网格单元和存储结点数据,实现了分布式流域建模的空间离散化,用于冻土草地区模型数值模拟具有方便、可行性。     

基于ANSYS的Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝应力强度因子计算

坝踵Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝是否危及坝体安全,可以通过计算缝端应力强度因子用断裂判据判断裂缝稳定性来分析。由于计算前不能确定裂缝处于压剪还是拉剪状态,可以先用ANSYS软件算出缝端网格群奇异单元缝岸上三个结点在局部坐标下的位移分量,然后代入相应的公式算出应力强度因子。实例计算结果较为合理,为Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝应力强度因子计算提供了一个合理的计算方法。     

渗流力学单元分析

对渗流力学与弹性力学作了比较，用直观的方法和虚位移原理建立单元一级的等效结点渗流量与单元渗透矩阵的关系，然后形成整体平衡方程，并给出了一个算例。     

抽水蓄能电站三维整体渗流场有限元建模技术

结合洪屏抽水蓄能电站,提出了一种适用于模拟复杂地下洞室群、密集排水孔幕和各种混合坝型的渗流场三维整体建模技术.首先通过计算机自动平面解码和结点对接技术完成超单元网格的生成,再利用超单元网格自动剖分和排水孔二次剖分技术精细模拟密集排水孔幕等渗控措施,实现了复杂地质条件和边界条件下抽水蓄能电站整体三维渗流有限元模型的自动生成,解决了独立模型边界不协调等一系列问题,为类似工程渗控优化前处理提供一种新的思路.     

迷宫堰有限元内力分析

本文用有限元法对迷宫堰结构进行了计算，并分析了网格划分的疏密及地基范围的选取对计算精度的影响。计算表明，采用８－２１结点单元，在主要荷载是面力的情况下，网格划分的疏密对计算精度影响较大。文中还用有限元法计算了迷宫堰的固有频率。并分析了堰高、展长和堰墙厚度对固有频率的影响，以供迷宫堰结构设计参考。     

通过AutoCAD VBA显示平面实体有限元网格信息

以往在显示有限元单元号、结点号时,标注文字常叠在一起。本文运用VBA在AutoCAD中编程,使得标注文字可适应单元的大小,避免了文字叠在一起难以辨认的情况,对各类显示信息进行了分层、分色处理,显示效果得到提升。以一隧洞有限元网格为例展示了显示效果。初步表明,运用VBA编程进行有限元图形处理具有编程方便、操作界面友好、显示直观等优点。     

历届国际大坝会议讨论的问题(专题介绍)

正 概述地震折射勘探是人们熟知的一种探测地下岩层构造形态及岩石物理力学特性的地球物理方法,而边界单元法是一种较新的数值计算方法。边界单元法比有限单元法有重大优点:a)有限单元法在区域内划分单元,单元和结点的数量多,因而方程组规模浩大。边界单元法在边界上划分单元,单元和结点的数量少得多,因而,方程组规模也小得多,能在微机上进行运算。b)在计算机上运算时,边界单元和原始数...     

地震折射测量及边界单元法研究大坝建基面的地震响应

概述地震折射勘探是人们熟知的一种探测地下岩层构造形态及岩石物理力学特性的地球物理方法,而边界单元法是一种较新的数值计算方法。边界单元法比有限单元法有重大优点:a)有限单元法在区域内划分单元,单元和结点的数量多,因而方程组规模浩大。边界单元法在边界上划分单元,单元和结点的数量少得多,因而,方程组规模也小得多,能在微机上进行运算。b)在计算机上运算时,边界单元和原始数     

有限元程序设计引入已知结点位移的实施方法

一、前言在微机上用有限元方法解弹性力学问题时,常会遇到这样的困难:需要画分的单元多,而机器的容量又不够。为了解决这一矛盾,可以采用分段计算的方法。例如,图1所示非对称结构上有一圆孔。对该结构进行计算时,为了正确求解出圆孔区域 ABCD 内的集中应力,势必要在此处画分较密集的单元。但这样画分的总单元数,可能超出机器许可的数目。在这种情况下,可以分段计算。首先,将 ABCD 部分的网格画得与别处大致同样疏密,如图1。目的在于计算出别的应力和 ABCD 一线上各结点的位移。然后,以     

用改进扩展有限元法研究重力坝强震断裂过程

本文用改进的扩展有限元法（Extended Finite Element Method，XFEM）—引入虚结点的XFEM在静力功能基础上实现了动力断裂分析功能，并用于强震中结构多条裂缝的同时扩展分析。采用混凝土I型和I/II混合型动力断裂试验进行了精度验证，然后将该方法应用于Koyna坝的地震开裂分析。结果表明，这一方法在求解混凝土I型和I/II混合型动力断裂问题方面具有良好精度。这一方法避免了网格不断重剖分的困难，也无需采用开裂单元的子域积分来描述非连续位移场，即可实现单元内连续断裂过程的模拟。     

广义有限元的裂缝应力强度因子直接求解法

受常规有限元采用多项式位移逼近空间和网格依赖性的制约,传统有限元法用于结构裂缝分析难以获得较高的计算精度,且无法直接获得裂缝应力强度因子SFI.广义有限元逼近空间由单位分解和局部覆盖函数构成,局部覆盖函数不依赖于网格,可以根据待求问题的具体需要来定义.利用广义有限元逼近空间的这一特性,将结构裂缝尖端位移场函数的解析表达式和高阶多项式作为裂尖局部覆盖函数,推导和建立了一种广义平面裂缝单元,该单元的结点广义自由度中直接包含了裂缝应力强度因子.算例分析表明,与常规有限元相比,该单元用于SIF求解时不仅具有更高的精度,而且可以直接获得SFI,不需要再做J积分后处理工作.