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1.
混凝土试件细观结构的数值模拟   总被引:14,自引:14,他引:52  
马怀发  陈厚群  黎保琨 《水利学报》2004,35(10):0027-0035
本文将常用混凝土级配曲线与三维富勒级配曲线作了对比分析,从而为基于瓦拉文公式的随机骨料模型对试件内截面进行细观结构的数值模拟提供了依据。在此基础上,采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化,利用有限元方法进行了混凝土湿筛试件、全级配试件单轴受压和全级配混凝土三分点梁弯拉细观结构数值模拟。通过单轴受压数值试验讨论了同一级配不同骨料分布、有限元单元尺寸及试件尺寸对极限荷载计算结果的影响。结果显示:(1)同级配不同随机骨料分布的影响在试验结果统计范围之内;(2)为了充分反映混凝土细观特性的非均性,单元尺寸应小于最小骨料粒径的三分之一;(3)湿筛试件与全级配试件数值模拟结果验证了试件的尺寸效应。在全级配混凝土三分点梁弯拉试验的模拟计算中,讨论了界面单元、固化水泥砂浆基底强度及损伤参数对计算结果的影响。通过细观结构数值模拟,直观显示了混凝土试件单轴受压和三分点梁抗弯曲试验在不同加载阶段微裂缝产生、扩展直至失稳的过程,及其宏观应力-应变曲线的变化情况。基于有关文献资料给定的混凝土各相参数得到的数值模拟结果与试验统计结果相符。  相似文献
2.
水下气体射流初期数值研究   总被引:10,自引:10,他引:9  
本文提出了一种新的水下气体射流的数学物理模型,并成功地将位标函数方法应用于水下气体射流气水交界面求解,数值模拟了水下气体射流初期的流动演化和气水相互作用特性,得到了气水全耦合的水下气体射流喷射初期的流场形态及其演化过程,定性结论与实验吻合。  相似文献
3.
瓯江口三维潮流和盐度数值模拟研究   总被引:5,自引:5,他引:6  
环境流体动力学模型(EFDC)集水动力模块、泥沙输运模块、污染物运移模块和水质预测模块一体,可以用于河流、湖泊、水库、湿地和近岸海域一维、二维和三维物理和化学过程的模拟.为了研究多岛屿、地形及流态复杂的瓯江口海区的水动力过程,本文将EFDC模型运用于该海区潮流场和盐度场的数值模拟.对比实测资料校核了模型参数,把模拟结果和实测潮位、流速和盐度进行了比较,吻合较好,并对瓯江口海区的潮流场以及盐度场进行了详细分析,发现近岸和江口及乐清湾大部分区域往复流明显,离岸越远旋转流越明显,河口处盐度在垂线分布上呈强混合型.结果表明:该模式成功复演了瓯江口海区的潮流和盐度变化过程,可以用于模拟和分析河口及近海海域的动力场.  相似文献
4.
任意形状混凝土骨料的数值模拟及其应用   总被引:5,自引:5,他引:20  
杜成斌  孙立国 《水利学报》2006,37(6):662-667
提出了平面二维、空间三维任意形状混凝土骨料的模拟方法。通过一次性形成所有同级骨料的基骨料,再对所有的基骨料进行随机延拓,生成任意形状的随机骨料。提出的算法避免了逐个投放效率低、生成的骨料含量低的缺点。三维骨料任意形状的模拟中,假定同一级配中的骨料粒径呈正态分布,建立了以体积为标度的凸型骨料的生长模式和骨料凸性条件,根据多面体的每个面的面积是否大于限定面积,确定该面是否需要延拓,同时以延生点与延伸面以外的所有边界面组成的体积都应该大于零作为凸性限定条件。采用体积和测试法进行骨料的侵入判别。在此基础上研制了相应的二维骨料、三维骨料随机投放软件2D-RAS和3D-RAS。生成的数值混凝土二维骨料含量可达65%以上,三维骨料含量可达55%左右,基本可以满足全级配混凝土的生成需要。最后还对三维混凝土任意骨料形状的弯拉梁的破坏过程进行了初步研究,得出任意多面体骨料试件的极限承载力要大于圆球骨料试件,任意多面体骨料试件所对应的位移相对较大等结论。  相似文献
5.
方型人工鱼礁周围水流运动的数值模拟研究   总被引:4,自引:4,他引:2  
采用计算流体动力学(CFD)技术,模拟得到了5种不同来流速度(0.1、0.2、0.4、0.6和0.8 m/s)下方型人工鱼礁(边长为3 m)周围的水流场。铅垂平面上的计算结果表明:当水流贴近礁体迎流面时,水流抬升而形成上升流;不同来流速度工况下,上升流最大速度均约为来流速度的0.64倍,上升流平均速度均为来流速度的0.12倍,而上升流的最大高度为礁体高度的2.62~2.65倍;由于流动分离,在礁体顶面形成一小旋涡区,而在礁体背水面后端形成背涡区;5种来流速度下的背涡区长度均为礁体高度的3.0~3.5倍,而背涡区高度为礁体高度的1.1~1.2倍。水平面上的计算结果表明:紧贴礁体四周为水流减速区,在礁体两侧形成小旋涡区(缓流区),而在礁体背部形成一大旋涡区(背涡区);背涡区内的水流旋涡结构随来流速度大小而变,但背涡区的最大宽度基本不随来流速度的改变而改变,约为礁体宽度的2倍。  相似文献
6.
异重流潜入条件分析及立面二维数值模拟   总被引:4,自引:4,他引:5  
本文对水库异重流的潜入条件进行了理论分析,并用立面二数学模型作了数值模拟,探讨了影响异重流潜入条件的几个重要因素。  相似文献
7.
三岔管内水流流动的数值模拟与实验研究   总被引:4,自引:4,他引:9  
李玲  李玉梁  黄继汤  郝忠志 《水利学报》2001,32(3):0049-0054
结合江苏宜兴抽水蓄能电站工程建设中钢岔管的设计要求,对分岔角为64°的三岔管内水流的流动进行数值模拟与实验研究。计算中选择SIMPLE方法求解三维雷诺平均方程和k-ε两方程湍流模型,实验采用数字图像测速(DPIV)系统和在试验段前后断面上安装液体差压计对三岔管中心的水平面内的压强差进行测量。研究结果表明,无论水头损失还是三岔管内水流的流动模式,计算与实验吻合得较好,同时反向双管流动较正向双管流动的能量损失大,在相同的流速情况下,单管流动比双管流动的能量损失大,正向单管比反向单管的能量损失大。  相似文献
8.
应变率效应对混凝土动弯拉强度的影响   总被引:4,自引:4,他引:8  
马怀发  陈厚群  黎保琨 《水利学报》2005,36(1):0069-0076
本文基于混凝土材料的应变率效应及有关试验资料,给出了混凝土材料强度和弹性模量强化曲线,根据该关系曲线并考虑初始静预载的情况,建立了混凝土梁动弯加载过程的有限元数值模型。利用该数值模型模拟了不同加载速率和具有不同初始预静载时梁在冲击荷载作用下动弯拉破坏过程,分析了混凝土强度和弹性模量的应变率敏感性对不同初始预静载水平下的混凝土梁动弯拉强度的影响,初步揭示出动载强度随着应变率变化的规律。研究表明,在复杂加载情况下,动强度与应变历史、应变率历史以及材料的损伤积累有关。  相似文献
9.
溃坝洪水的统一二维数学模型   总被引:4,自引:4,他引:15  
黄金池  何晓燕 《水利学报》2006,37(2):0222-0226
本文通过资料分析,在前人已有工作基础上,提出了通过统一的二维模型替代以往一维和二维模型嵌套方法的理论基础,探讨了基于此新的概念模式进行数值计算的网格剖分。利用作者以往的洪水冲刷试验研究成果模拟土石坝溃坝发展过程中的逐渐溃模式,探讨了土石坝逐渐溃的溃坝模式数值描述方法,溃坝洪水过程的数值模拟等。文中还介绍了一个实例计算。  相似文献
10.
混凝土随机凸多面体骨料模型生成及细观有限元剖分   总被引:4,自引:4,他引:13  
混凝土的级配及骨料含量对其宏观力学特性有直接的影响,适当的随机骨料模型是进行混凝土细观力学数值模拟分析的前提和基础。本文针对全级配大坝混凝土的高骨料含量的要求,给出了一种高效率生成随机球骨料模型的方法。并在随机球骨料模型的基础上,形成随机凸多面体骨料模型。同时,研究了细观单元属性判别方法,编制了对含有凸多面体骨料的细观区域进行结构性有限元网格剖分程序。本文给出的三维随机骨料模型算法不但考虑混凝土的骨料的实际级配和含量,而且计及了骨料的实际形态。  相似文献
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