库底吸收对重力坝动力响应的影响分析

水库库底吸收是重力坝-地基-库水系统在地震作用下相互作用中的重要组成部分。本文基于声固耦合方法结合阻抗边界条件可以对水库库底吸收进行模拟,通过算例验证可知无论是激励频率相同库底反射系数不同还是激励频率不同库底反射系数相同两种情况都可以得到准确的坝面动水压力分布曲线。通过对丰满新建重力坝的分析可以得到的结论为不同库底反射系数对坝面动水压力分布有显著影响,动水压力幅值随着库底反射系数的增加而变大,坝体动力响应也随之变大;讨论了丰满老坝对新坝坝面动水压力分布的影响,由于上游老坝的存在,新坝整个坝面上动水压力幅值明显变大。     

库水模拟对拱坝动力特性的影响分析

库水可压缩性和库水-坝体动力相互作用是影响坝面动水压力以及拱坝动力特性的重要因素。本文以拉西瓦拱坝为例,建立拱坝-地基-库水系统有限元模型,研究库水模拟对拱坝动力特性的影响。采用Westergaard附加质量与流固耦合两种不同的库水模拟方法,分别考虑附加质量、流固耦合的不可压缩库水、流固耦合的可压缩库水等三种情况,对比分析了拉西瓦拱坝的动力特性。分析结果表明,库水的存在会导致拱坝系统的各阶自振频率减小;考虑库水可压缩性导致拱坝的各阶自振频率进一步减小,且各阶振型发生变化。分析结果可以为高拱坝真实工作性态研究和地震反应分析提供参考依据。     

库底淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响

将库底淤沙层模拟为液固两相孔隙介质,用以固相位移和液相压力为基本未知量的u-p格式的Biot方程进行分析,建立了坝体-地基-库水-淤沙系统的动力反应分析模型.用该模型分析了地震荷载作用下库底淤沙层对重力坝动力特性的影响,结果表明淤沙层厚度增加会使坝面动水压力减小,使坝体加速度响应略有增大.     

不同横缝接触与库水模型对拱坝动力反应的影响

本文基于有限元非线性动接触模型，对拱坝横缝非线性动力响应进行研究，重点讨论：(1)拱坝横缝键槽对限制缝面切向滑移的不同程度约束对反应的影响；(2)分别采用Westergard模型和不可压缩流体有限元模型考虑上游库水对坝面的动压力作用，比较分析了上述不同水库模型对拱坝在地震作用下横缝开度响应分布的影响。计算结果表明：(1)考虑键槽对横缝两侧施加完全切向约束条件对降低拱坝两岸的横缝开度幅值有重要的意义；(2)相比流体有限元模型，基于Westergaard动水压力公式计算得靠近两岸坝肩部位横缝开度响应有一定程度偏大，这一结论已被前人试验成果所证实。     

乌东德拱坝非线性地震反应分析

本文在计入坝、地基和库水动力相互作用的情况下,用LDDA(拉格朗日不连续变形分析)模拟拱坝横缝,粘弹性边界为吸能边界的拱坝地震输入模型计算乌东德拱坝非线性地震反应,研究无限地基辐射阻尼和拱坝横缝对坝体反应的影响,分析乌东德拱坝的静动力响应和拱坝横缝在地震作用下的张开情况,并将其计算成果与基于人工透射边界的时域显式有限元方法进行了比较分析.     

地震时水库空穴对重力坝的影响

本文研究混凝土重力坝在强震作用下产生的水库空穴问题。水库空穴系指流体与坝面在振动过程中产生的周期性脱离与撞击现象。模型试验初步证实了这一现象。本文视库水为不可压缩之理想流体,建立了两个水库空穴模型:(一)简化模型:引用WESTERGAARD动水压力公式,视库水为集中的附加质量,研究坝面空穴过程;(二)有限元模型:以有限元素离散库水,得到了空穴条件下等效于动水压力的一致附加质量,研究坝面空穴过程。塞于上述模型,对重力坝反应的影响进行了研究,并与模型试验作了比较。初步结论是:空穴分离过程将减小坝体反应;空穴撞击过程则将增大坝顶反应,增加坝顶拉应力。     

高挡墙混合坝动力反应分析

某抽水蓄能电站上水库主坝由于特殊的地形条件采用了高挡墙混合坝方案，本文对该坝进行了有限元动力反应分析，给出了坝体的震动响应加速度和残余变形，探讨了基岩、库水、下游坡度几个因素对坝体加速度放大系数的影响，得到了一些有益的认识。     

双渐近透射边界下的隧洞-层状地基时域分析

高阶双渐近透射边界发展于改进比例边界有限单元法和连分式解,实现了时域局部化,获得在全频域范围内快速收敛的动力刚度准确解,兼具高精度和效率。本文将该边界推广应用到复杂层状地基弹性波传播问题,并与有限元耦合构建出一种隧洞-层状地基动力响应的时域耦合模型。耦合模型划分为近场与远场,其中,近场采用有限元单元离散,远场采用高阶双渐近透射边界模拟。通过数值算例分析上述耦合模型,结果表明：耦合模型计算结果稳定,与扩展网格解具有良好的一致性,同时兼顾精度与效率,适用于长时间的地震响应时域研究。该模型为研究地震动下隧洞-层状地基相互作用提供新的思路,可进一步用于实际工程中。     

电厂灰场尼龙编织袋充填土坝体的抗震稳定性分析

本文运用二维动力分析方法对一种新型的灰坝－尼龙编织袋充填土坝在地震作用下的动力反应和坝坡稳定性进行了分析。文中就地震时孔隙水压力上升对土的动力特性的影响进行了计算并给出其结果，诸如：坝体内部的加速度反应、动剪应力、孔隙水压力的增长模式以及坝坡的震动稳定安全系数等。     

基于响应面理论的高拱坝模型修正损伤识别研究

本文以二滩拱坝为工程背景,利用基于响应面理论的模型修正方法进行了结构损伤识别分析。分析过程中,将坝体合理分成若干子区域,以子区域的弹性模量折减来指示损伤,根据坝面节点灵敏度及响应面精度选择合理的测点。建立合适的响应面模型来反映坝体的动力特性与损伤变量之间的非线性关系,最后采用遗传算法进行优化计算。响应面方法的引入避免了损伤识别过程中反复调用有限元计算程序,提高了计算效率;同时提出基于坝体多次测量数据下的损伤识别方法,以提高算法的抗噪性。数值计算结果表明,本文提出的方法能有效应用于高拱坝损伤识别。     

谷幅收缩与库水对溪洛渡动力响应的影响北大核心CSCD

溪洛渡水电站位于地震多发的西南地区,对其进行抗震分析评价具有重要的意义。本文采用拱坝-库水-地基系统非线性损伤分析模型,分析了不同库水位条件下谷幅收缩对溪洛渡拱坝的动力响应的影响。结果表明:库岸谷幅收缩会增大拱坝坝肩处、大坝中部靠近坝肩处及孔口附近的塑性损伤,而水位的抬升能缓解谷幅收缩的不利影响。     

库底饱和淤积砂层对高拱坝地震反应的影响研究

本文中采用时域显式有限元方法,将库底淤积砂层模拟为重流体,以小湾拱坝为例,分析可压缩库水条件下库底饱和淤积砂层对高拱坝地震反应的影响。计算结果表明,从总体上来说饱和淤砂层的存在对高拱坝地震反应影响较小,但是仍有一些局部反应的变化值得注意。     

SV波斜入射下高拱坝地震反应分析

基于黏弹性人工边界结合显式有限元法的时域波动分析方法,通过三维平面地震波倾斜入射的输入方法,结合小湾拱坝研究了SV波斜入射对拱坝地震反应的影响。结果表明:SV波斜入射角度对拱坝地震反应的影响规律与P波斜入射作用下的情况有着显著的不同,SV波斜入射角度对拱坝抗震安全性起控制作用部位的低频区的幅值放大系数影响显著,顺河向入射时,幅值放大系数随着入射角度的增加而显著减小;横河向入射时,幅值放大系数随着入射角度的增加而显著增大。     

A Laplace domain finite element method (LDFEM) applied to diffusion and propagation problems in electrical engineering

This paper presents a new finite element formulation in the Laplace domain for both diffusion and wave equations with applications in the field of electrical engineering. With the aid of congruence transformation of matrices, the finite element equations in the Laplace domain are solved and time-domain results can be obtained through the inverse Laplace transform. In a test problem, good agreement between the numerical results derived with the present method and the analytical solutions has been found. For applications in which only Dirichlet and Neumann boundary conditions are involved, this new finite element approach can be applied and provide both frequency-domain and time-domain results in one run without any timestepping scheme. The limitations of using the congruence transformation in solving propagation problems are also addressed in this paper.     

Finite element power diode model optimized through experiment‐based parameter extraction

This paper presents a finite element physics‐based power diode model with parameters established through an extraction procedure validated experimentally. The model core is a numerical module that solves the ambipolar diffusion equation through a variational formulation followed by an approximate solution with the finite element method. Other zones of the device are modeled with classical methods in an analytical module. This hybrid approach enables accurate modeling and simulation of power bipolar semiconductor devices, using standard SPICE circuit simulators, with low execution times. As physics‐based models need a significant number of parameters, an automatic parameter extraction method has been developed. The procedure, based on an optimization algorithm (simulated annealing), enables an efficient extraction of parameters using some simple device waveform measurements. Implementation details of power diode model, in IsSpice simulator, are presented. Experimental validation is performed. Results prove the usefulness of the proposed methodology for efficient design of power circuits through simulation. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

混凝土坝位移FEM-HST混合预测模型研究

开展大坝安全监控模型的研究可以对监测异常值进行预警,有助于监测大坝的运行状态,保障其安全运行。本文基于混凝土坝的监测数据,结合有限元（FEM）分析和传统的混凝土坝位移统计分析（HST）,建立混凝土坝长期运行位移FEM-HST混合预测模型,其中水压分量通过有限元计算获得,有限元模型的材料参数根据实际测点监测数据反演得到;温度分量采用简谐温度模型;时效分量采用时间的线性函数和对数函数的线性组合统计模型。所建立的FEM-HST混合模型显著改进了HST模型的预测精度和稳定性,可反映大坝和地基的结构和材料特性,能够更好预测极端荷载工况下大坝的位移,这有助于监控大坝在极端工况下的工作性态。