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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.
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
4.
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
5.
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
6.
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
7.
二维溃坝波遇障碍物的水流泥沙数值模拟   总被引:4,自引:4,他引:6  
本文通过对浅水方程进行Godunov差分离散和对泥沙运动方程进行一阶迎风差分离散,建立了平面l二维溃坝水流泥沙数值模型。在算例中计算了溃坝波遇障碍物后的水流反射、绕射及泥沙冲淤,计算结果表明,溃坝波遇障碍物后会产生明显的反射和绕射,并在障碍物前形成壅水、障碍物的侧面会发生剧烈的冲刷,障碍物前后则会发生局部淤积。本模型能够较好地模拟溃坝间断水流的运动,结果符合水流泥沙运动的基本规律。  相似文献
8.
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
9.
水轮机蜗壳不同埋设方式的流道结构刚强度分析   总被引:4,自引:4,他引:7  
张运良  马震岳  程国瑞  陈婧 《水利学报》2006,37(10):1206-1211
对蜗壳三种典型埋设方式,采用有限元方法分析和讨论了设置伸缩节与止推环对某巨型蜗壳结构整体受力特征和变形特性的影响,并对各方案进行了评价。研究表明,(1)从降低混凝土拉应力和提高钢衬承载比来看,垫层方案优于保压方案,保压方案优于直埋方案。从流道系统的变形来评价,直埋方案优于垫层方案和保压方案。但从蜗壳外包混凝土的整体变形来看,直埋方案则劣于垫层方案。(2)无论是对于垫层方案或是保压方案,是否设置伸缩节和止推环对蜗壳应力状态影响均较小。同时设置或取消伸缩节和止推环,从流道系统钢结构的整体轴向刚度和抗扭转刚度来评价,垫层方案比保压方案有所降低或基本相当。(3)对于垫层方案,若取消伸缩节,可考虑取消止推环。对于保压方案,若设置伸缩节,则建议设置止推环。本文可为蜗壳埋设方式的优化选择提供参考。  相似文献
10.
冰盖下冰塞堆积的数值模拟   总被引:3,自引:3,他引:1  
基于贴体坐标转换和有限体积法,用k-ε两方程模型模拟水体的运动,在同位网格上使用动量插值法避免了压力的波动。建立了冰塞面的变形方程,并用C语言编写的程序对冰塞堆积进行了数值模拟计算,对比实验室中冰塞堆积试验的结果,两者的吻合较好。  相似文献
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