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1.
混凝土试件细观结构的数值模拟   总被引:68,自引:14,他引:54  
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.
多尺度有限元法在地下水模拟中的应用   总被引:41,自引:2,他引:39  
薛禹群  叶淑君  谢春红  张云 《水利学报》2004,35(7):0007-0013
本文详细介绍了多尺度有限元法的基本原理,并将其应用于非均质多孔介质中的流动问题,对水文地质参数按函数连续变化、渐变和突变3种非均质多孔介质中的二维地下水稳定流、非稳定流分别用多尺度有限元法和传统有限元法进行了计算。计算结果的对比表明,多尺度有限元法比传统有限元法有效,既节省计算量又有较高的精度。  相似文献
3.
地下水运动数值模拟过程中边界条件问题探讨   总被引:39,自引:1,他引:38  
卢文喜 《水利学报》2003,34(3):0033-0036
本文对地下水运动数值模拟过程中边界条件的涵义 和处理方法进行了分析和讨论。阐述了边界条件所包含的双重意义。指出随着人类活动影响 强度的日益增大,边界条件的处理要面临一些新的更为复杂的问题。在模型预报之前必须首 先对边界条件做出预报。边界条件的预报既要考虑自然因素的作用,同时也要考虑人类活动 (人工开采和人工补给)的影响及由于邻区水流条件变化而产生的耦合效应。之后,给出了两 个应用实例。  相似文献
4.
平面二维河床变形的数值模拟   总被引:31,自引:3,他引:28  
为了研究河道平面二维的河床变形问题,及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文给出出非均匀沙的平面二维全沙动床数学模型方程组,并考虑了移质不和饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整。在求解水流泥沙运动方程时,采用控制体和只法及动边界技术,对水流速度场、悬移质浓度场及河床变形进行了数值模拟。该模型采用正交曲线网格来克服天然河道边界形状复杂、长度尺度相差悬殊以及由于水位波动引起计算边变化等等困  相似文献
5.
任意形状混凝土骨料的数值模拟及其应用   总被引:30,自引:5,他引:25  
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
6.
混凝土细观力学研究进展及评述   总被引:28,自引:2,他引:26       下载免费PDF全文
本文介绍了混凝土细观力学的研究方法,总结了到目前为止在细观层次上对混凝土实验研究和数值模拟的研究成果,详细分析讨论了格构模型、随机骨料模型和随机力学特性模型3种细观力学数值模型的优缺点。目前混凝土细观力学的研究主要集中对细观数值模型的研究,已建立起来的细观数值模型仍待完善,同时尚缺乏系统的各相材料力学特性参数试验测定成果。用细观力学数值模拟取代部分试验任务还要做很多工作。  相似文献
7.
非饱和土简化固结理论及其应用   总被引:27,自引:1,他引:26  
在孔隙气的排气率等于常量的假设下,建议了非饱和土的简化固结理论,并应用于裂缝黏土中雨水入渗过程的数值模拟,得出了合理的计算结果。  相似文献
8.
波浪冲击过程的湍流数值模拟   总被引:27,自引:5,他引:22  
本文通过无反射数值波浪水槽研究了周期波浪对浪溅区结构物的冲击作用,控制方程为雷诺时均方程,采用k-ε紊流模型及在近壁区应用壁函数。建立了适合VOF方法的水体与结构物接触与分离的数值边界条件及动量方程的对流项采用了三阶迎风差分格式以消除数值粘性的影响。通过数模得到了波浪对位于浪溅区结构物底面的波浪冲击压力幅值及沿底面分布的定量结果,讨论了不同结构物尺度及距静水面高度对冲击压力沿建筑物底面分布的影响,  相似文献
9.
横流中单圆孔紊动射流计算与特性分析   总被引:24,自引:2,他引:22  
给出了横流中单圆孔紊动射流的数学模型,采用k-ε紊流模式来封闭模型,运用壁函数处理近壁面的流动.对不同流速比的流动,结合混合有限分析法及交错网格进行了计算,其结果与试验资料吻合较好,进而给出了该类流动的特性,有趣地发现在这类流动中存在着分叉现象和马蹄涡结构  相似文献
10.
挑流消能水气二相流数值模拟   总被引:23,自引:0,他引:23  
采用VOF法对挑流消能从库区到下游水垫塘进行了全程水气二相流二维数值模拟。模拟了射流的空中轨迹线和水垫塘的自由水面,得到了计算域的流线、压力、流场、紊动能k及紊动能耗散率ε分布,并用物理模型对模拟结果进行了验证,二者吻合良好。说明利用湍流二相流模型及VOF法对空中射流水舌及水垫塘流态模拟是可行的。  相似文献
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