边界元法的原理与应用

本文首先简要地叙述了边界元法的动向和基本原理。然后,对流体力学和固体力学中几种典型问题的边界元法作了介绍,既有线性的,又有非线性。最后,对实际应用中常见的一些问题作了分析讨论。     

无限深透水地基上土石坝渗流控制边界元法初探

简述渗流控制理论的发展现状，指出建在无限深或较深厚覆盖层透水地基上的土石坝，其渗流控制措施的设计尚不够完善。在分析几种渗流控制的计算方法后认为，用边界元法研究无穷远处的边界条件是适合的，据此用边界元法对无限深透水地基上修筑土石坝的渗流计算问题进行了分析和讨论，提出了建模思路，给出了边界元法的数学模型。     

空泡噪声的数值研究

空泡噪声是一个非线性动边界的声辐问题，作者针对这个特点，提出了一种新的数值方法-混合边界元法，本文应用混合边界元法对无界流场、自由面或固壁面附近空泡溃灭过程辐射的噪声进行计算，得到了空泡在不同情况下溃灭辐射声音的特征，结果显示混合边界元方法在这类动边界声辐射问题上，能体现出声音传播的延迟效应，体现出液体压缩性对声压峰值的影响，作者认为混合边界法在处理这类动边界声辐射问题上有着很好的应用前景。     

采用边界元法确定渗流自由面的一种改进方法

渗流自由面的确定是无压渗流分析中非常重要的问题。相对有限无法而言，采用边界元法确定渗流自由面具有明显的优势。本文基于传统的确定渗流自由面的迭代边界元法，提出了改进的采用边界元法确定充自由面的失窃 工方法，并运用算例说明了改进方法的精度和有效性。     

半无限域渗流问题的边界元方法

本文讨论了半无限域中的二维渗流问题.建议用半无限长单元的计算方法而无须人为地划定计算边界.本文还对边界元法的基本原理作了简要叙述,推导了线性变化单元的计算公式,文末附有算例.     

随机边界元法及其在水工结构可靠度分析中的应用研究

对于一些计算精度要求比较高、计算量比较小、结构比较复杂的施工结构,通常会使用边界元法进行计算,基于此,本文对随机边界元法及其在水工结构可靠度的分析运用进行了研究。     

强震下流体对渡槽槽身的作用

本文应用边界元法计算了强震下流体的非线性晃动及其对槽身的水平力及翻转力矩，将所得数值结果与线性解析方法的计算结果作了比较，分析了两类结果的异同点。计算表明：强震时，流体对槽身可能会产生很大的横向水平力，建议在抗震设计时考虑这一作用因素。     

用边界元法计算地基应力和位移

边界元法近十年来在国际上取得了长足的进展,同样在我国发展也很迅速,这种方法对岩石力学问题特别适用。本文主要对边界元法的优点,基本理论和二维弹性问题做了一些介绍,最后给出了计算流程图和算例。     

考虑流固耦合的渡槽动力计算方法综述

对解决渡槽流固耦合问题的附加质量法、Housner弹簧模型、边界元法及ALE有限元法进行介绍和比较后指出：附加质量法，将渡槽中的水体质量当作固定的附加质量考虑；Housner模型，将水体简化为一系列质点及弹簧振子；边界元法，对流体域进行边界元模拟，分析流体晃动对渡槽的作用；ALE有限元，用ALE概念追踪流体域。     

三维泰勒展开边界元方法及其数值验证

边界元方法广泛应用于势流问题的求解,其分为常值面元法和高阶面元法两类.研究表明:常值面元法在计算光滑物面处的切向速度时精度较好,而在物面拐角处的切向速度精度则很差;而采用高阶面元法可以改进其精度,但高阶面元法在处理非光滑边界处主值时比较困难.为此该文提出了泰勒展开边界元方法(TEBEM方法).该方法主要通过对边界积分方程中的偶极强度进行泰勒展开并保留至一阶导数项,同时在格林第三公式中关于场点沿边界取切向导数封闭方程组,然后联立方程组直接求解出速度势及其沿物面的切向速度.通过与传统分布源方法的数值计算比较发现,采用TEBEM方法计算非光滑边界处的切向诱导速度的精度有相当大的提高.     

混凝土动态3D打印过程温度应力数值仿真分析

3D打印混凝土在水利水电领域有着广阔的发展前景,但温度应力的影响使其发展受到限制,为此需要研究如何降低其构件的温度应力。由3D打印混凝土的工艺特点可知,通过外部条件对其温度进行控制是不可行的。因此,从混凝土动态3D打印成型的工艺参数出发,对其温度场、应力场进行了研究,以期得到工艺参数对其温度应力的影响。通过数值模拟的方法,得出了混凝土内部各点温度随时间的变化以及打印速度、打印层厚和初始打印温度等对3D打印混凝土构件内部温度变化的影响。结果表明,适当地增大混凝土的打印速度、减小打印层厚、降低初始打印温度,可以降低混凝土的最大应力,且打印速度为3. 0 m/min、打印层厚为0. 10 m、初始打印温度为12℃时,典型层的最大应力最低。     

1961—2016 年中国冰雹日数时空演变特征

采用 1961—2016 年 2 481 站的冰雹日数数据，利用多种统计方法分析了中国及七大地理分 区的冰雹日数时空分布特征和周期变化规律。结果表明: 1961—2016 年中国整体及其不同区域的冰 雹日数整体均呈减少趋势，且西藏(东南)地区明显高(低)于其他 6 个分区和全国平均水平。全国和 七大地理分区的年均冰雹日数在 5 年以下和 30 ～ 60 年尺度上的振荡周期相对显著，且大致都在 1990s 中期至 2000s 中期发生突变。中国冰雹事件多发区域比较稳定，且在分布上西部地区较多，东部地区 较少; 地表复杂地区较多，地表单一地区较少; 高原和山地较多，平原较少; 迎风坡较多，背风坡较 少。2000s 和 2010s 为全国冰雹日数偏多的年代，而 1960s 和 1990s 则偏少。1961—2016 年全国年均 冰雹日数呈增加趋势的地区分布较少，而呈减少趋势的地区主要集中在西藏、青海南部及东北部、四 川西部、新疆西北部、内蒙古中部及其交界的河北北部、内蒙古东北部、黑龙江中部和吉林东部地 区。全国年均冰雹日数波动特征从东南沿海向西北内陆呈现“两端高、中间低”的分布特征。波动较 大的地区主要分布在华东、华南、华中、重庆、四川东部、陕西南部、内蒙古西部、新疆东部及其交 界的甘肃地区、新疆南部及其交界西藏地区。     

基于云模型与证据理论的大坝安全综合评估方法

大坝工作性态影响因素众多、属性的特征多样、相互关系复杂,对其安全状况的综合评估是一个典型的不确定性问题。充分考虑大坝安全评估过程中的模糊性和随机性,组合应用云模型和DS证据理论开展了大坝安全多指标综合评估方法研究。依据大坝安全评估多指标体系和安全等级划分标准,借助云模型实现D-S证据理论中基本概率赋值,进而基于D-S证据理论并加以改进,构建了大坝安全综合评估模型,并提出了相应的综合评估实现方法。应用于实际工程案例分析,验证了文中所述方法的合理性与可行性。实例表明,通过云模型和D-S证据理论在大坝安全综合评估中的组合使用,有效降低了评估过程不确定性对其结果的影响,为大坝安全多指标综合评估提供了一种可行的途径和思路。     

支漳河分洪道张庄桥分洪闸的生态化设计

本文介绍了邯郸市支漳河分洪道张庄桥分洪闸的生态化设计。该设计方案中注重了生态设计,既考虑了闸坝的防洪排涝功能,又兼顾了其旅游休闲之用,并与其他闸段联结成网共同调控城市生态环境。文中着重介绍了闸坝总体布局、建筑设计、造型选择等方面的生态化设计。     

欧盟洪水风险图制作对我国的借鉴与思考

本文介绍了欧盟洪水风险图的制作和管理情况，重点分析了英国和荷兰两国的研究进展，进而阐述了我国的研究现状，并从基础资料、研究内容和方法、管理机制、法律法规、应用范围等方面进行比较，提出了改进的思考，为进一步完善我国洪水风险图的制作和管理提供参考。     

大宁水库防渗墙受回填施工 影响的现场监测

选择大宁水库防渗墙受回填施工影响较大的10榀墙体和3个剖面设置监测仪器，对防渗墙随填土施工过程墙体中的混凝土应变、钢筋骨架内力、上墙两侧土压力、下墙顶面土压力及墙体偏斜情况等进行了实时动态自动连续监测，而墙体沉降则采用人工间断性实测。监测结果表明，填土施工引起的墙体应力、应变和内力呈现出下墙大于上墙，而水平位移和沉降则是上墙大于下墙。同时，回填土进度快慢对墙体的作用效果也不同；墙体的应力、应变等在填土完成后逐渐趋于稳定。     

卡拉贝利水利枢纽工程联合进水口软岩高边坡稳定设计

卡拉贝利水利枢纽工程联合进水口高边坡最大高度为113 m,边坡岩体易风化、遇水软化,岩石饱和抗压强度仅0.8 MPa。在经常遭遇高烈度地震、常年受水体淹没浸泡且每年都经历水位大幅升降的情况下保证百米级软岩边坡稳定,是设计中的难题。考虑左侧边坡开口线附近是阶地,边坡设计采取以开挖为主的"强开挖、弱支护"设计原则,即用缓于岩石水下稳定边坡坡比开挖,确保边坡在地震、岩石饱和状态及水位降落工况下均不会整体失稳。针对岩石易风化软化特点,要求开挖后立即素喷混凝土保护岩石,减少岩石暴露时间,随后挂网喷锚支护控制边坡局部掉块和表层滑动,运行时控制水库水位消落,以保障边坡安全。研究结果为其他强震区临水软岩高边坡设计提供了参考。     

巴基斯坦N-J水电工程调压竖井滑模的设计与施工技术

巴基斯坦N-J(Neelum-Jhelum)水电工程调压竖井的模体成井直径为9.5 m,井身总衬砌高度超过353 m,采用自升式液压滑模施工技术衬砌,其设计与施工难度较大。针对滑模主桁架自身的结构特点,利用有限元软件ANSYS对其进行了最恶劣工况的静力学模拟分析校核。结果表明,其结构稳定,满足施工要求。同时,还介绍了滑模的制作组装、运输方案、安装调试、运行拆除等施工方法,供类似工程参考。     

沙沱水电站溢流表孔弧形闸门 安装技术应用研究

由于沙沱电站土建施工期右岸13#通航坝段预留缺口，以便汛期配合导流底孔联合导流，使施工现场安装起重设备布置受限。经反复论证，选用了WJQ40/160反托轮式架桥机将设备准确吊装就位。通过确定合适的施工方案，改进安装方法，快速提高了弧形闸门安装进度，确保了安装质量。     

红土坝坡内置光纤土工膜抗震试验

为研究内置光纤土工膜的膜—土界面的抗震性能,依据相关规程设计了试验,并与复合土工膜进行比对分析。使用振动台变坡模型探究各种振动参数变化对滑坡的影响程度,讨论膜—土界面对地震的适应性能。针对3类坝坡模型进行破坏性振动试验,定量分析在渗流与地震的联合作用下滑坡体大小和位置的变化情况。结果表明:地震参数中的烈度是导致膜—土界面滑动的首要因素,坝坡浅表土层在地震破坏下较容易失稳,并使内层岩土失去压重而持续滑坡。在振动参数变化的各种工况下,内嵌防渗膜坝坡的抗震性能得到了明显提高,且坝坡内嵌光纤土工膜的起滑坡角和对地震烈度的承受能力均略大于内嵌复合土工膜。因此,光纤土工膜不会导致红土坝坡的抗震性能下降,使用光纤土工膜作为内置防渗铺盖的坝坡,抗震安全能够满足相关规范的要求。