爆炸荷载下岩石损伤的数值模拟研究

基于所建立的岩石动态损伤模型,对沟槽深孔微差爆破进行了数值模拟。计算结果较好地反映了爆炸荷载作用下岩石的损伤演化规律,客观地再现了爆破破岩的物理过程。     

RC板爆炸冲击试验及数值模拟研究

采用爆炸冲击模拟试验和LS-DYNA三维有限元软件,对爆炸冲击作用下RC板的变形破坏损伤机理及变形破坏特征进行了研究,研究发现爆炸冲击荷载作用下,采用数值计算模型能够准确的模拟混凝土的性能。     

岩石侵彻爆炸效应的数值模拟

运用非线性有限元和爆炸冲击波理论，对侵彻爆炸条件下岩石的破坏效应，如爆炸波传播过程、爆炸成坑效应进行了模拟。计算中对炸药直接划分单元，算例结果验证了所提方法的有效性。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动力响应的数值模拟

考虑了高应变率下混凝土和钢筋的动态本构模型,根据已有试验资料对炸药、钢筋混凝土构件和两者之间的空气建立数值模型,使用显式动力有限元软件LS-DYNA模拟了空气中点源炸药爆炸产生的爆轰冲击作用于钢筋混凝土构件和爆炸荷载作用下构件动力响应的全过程。结果表明,钢筋混凝土构件受到爆轰冲击的作用区域主要集中在构件迎爆面,构件背爆面受到的绕射冲击作用相比可以忽略;构件内应力波的传播不规则,同一位置处剪切应力波峰值早于弯曲应力波出现,构件的易损部位和爆轰冲击的主要作用位置有关,构件中部较端部更易发生弯曲破坏,而端部较中部更易发生剪切破坏。数值模拟结果和试验数据具有较好的一致性。成果表明,本文的数值模拟方法可以更准确地模拟爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏机理和研究构件抗爆能力。     

土中爆炸衬砌有限元数值模拟

对土中爆炸砂浆形成的爆炸衬砌应用Hsieh-Ting-Chen破坏准则进行了有限元数值模拟,获得在不同水容量情况下衬砌工作时的应力和变形情况,分析了爆破衬砌随水容变化下的安全情况,解决了爆炸衬砌这种新型结构形式的简化数值模拟问题。     

钢纤维混凝土抗爆炸数值模拟

在野外爆炸试验的基础上，采用ANSYS／LS—DYNA软件，对钢纤维混凝土（SFRC）抗爆炸性能进行数值模拟。结果表明：迎爆面爆压峰值高达10GPa左右，距起爆点5cm、15cm爆压力分别衰减了约60％、80％，在等距离范围内，普通混凝土板的爆压力衰减幅度与SFRC板基本一致；同装药量时SFRC板爆坑大小与普通混凝土板差不多。但前者层裂区直径与深度均较大程度小于后者。数值模拟结果与实测结果比较接近．反映了SFRC板和普通混凝土板在爆炸作用下的受力与破坏特征。     

爆炸冲击波在建筑群中传播规律的数值模拟

炸弹袭击是恐怖主义袭击的重要手段之一,为了研究建筑群的布局特性对爆炸冲击波传播的干扰作用及爆炸冲击波对周围环境的影响,基于任意拉格朗日多物质流固耦合算法,利用LS-DYNA程序对TNT理想爆炸源的爆炸进行了数值模拟。并以一个小区建筑群为例,对其遭受爆炸后的响应作了模拟研究,提出建筑物密度对爆炸场有显著的影响效果。     

建筑物风荷载的数值模拟

目前,风洞实验是研究建筑物风荷载的最主要的一种方法,其合理性、可靠性已经得到了广泛的认同,但它也存在着很多不足之处,如费用高、周期长等等。近年来发展起来的建筑物风荷载数值模拟技术在这方面表现得非常活跃,国内外研究者们已经取得了令人鼓舞的成绩,但要以数值模拟取代风洞实验也尚有许多研究工作未开展或研究不透彻。随着模拟技术的发展以及计算机硬件水平的提高,数值风洞技术将具有广阔的前景。     

爆炸冲击波传播的数值模拟与试验数据对比

针对爆炸冲击波在坑道自由场传播的试验，建立了相应的有限元模型，运用大型有限元软件争DYNA进行了数值模拟。并与试验数据进行了对比，得出了数值模拟方法可行的结论，为今后研究坑道自由场爆炸冲击波的传播规律提供了理论依据和计算方法，同时也为坑道防护设计提供了参考依据。     

低矮建筑风致内压数值模拟与分析

国内外多次台风灾后调查数据显示,造成建筑物严重破坏的主要原因是由于门、窗以及围护结构突然破坏致使结构表面出现洞口后瞬间增大的风致内压与外风压的联合作用。通过应用计算流体力学软件Fluent 6.3对风致内压进行了多种工况的数值模拟。与已有模型实测结果及理论预测值的对比显示,数值模拟方法具有较高精度,证明了数值模拟应用于内风压研究的有效性,并对误差产生原因进行了详细分析。分别对0°风向角下5种单一主洞口、0°风向角下多洞口和一定面积比不同风向角等3个方面进行了模拟。当结构表面出现单一主洞口时,平均内风压系数等于洞口处外风压系数平均值。在0°风向角多洞口工况下,内风压系数随着迎风纵墙与山墙开洞面积比的增大而增大。在一定面积比不同风向角工况下,内风压系数和屋面升力均随着风向角的增大而减小。根据研究所得到的结论,建议沿海台风多发区的结构设计应考虑风致内压。     

高层建筑屋面风压分布的数值模拟

对高层建筑屋面的风压分布进行了分析,模拟了0°和45°两个风向角下屋面平均风压分布,得出了迎风的屋面产生了极大的负风压,其他区域风压相对较小,45°风向角为高层建筑屋面风压的较不利风向角的结论。     

某体育中心体育馆屋盖风压分布的数值模拟

对泉州市海峡体育中心体育馆屋盖风压分布进行了数值模拟,并将在75°和105°风向角下的结果与风洞实验进行比较,两者大体上基本吻合,并对其误差进行分析,随后给出了体育馆屋盖附近流场的规律性,数值模拟结果说明了数值模拟在大跨屋盖风工程中应用的可行性。     

低层双坡房屋屋面平均风压影响因素的数值模拟研究

采用Fluent6.0软件平台和雷诺应力模型(RSM),对我国沿海地区常见的一类带挑檐的低层双坡房屋屋面风压进行了数值模拟,研究了各影响因素对屋面平均风压的影响。首先,将数值模拟结果和模型风洞试验结果进行对比,以说明文中采用的湍流模型和计算参数的适用性。然后,采用数值模拟方法,研究带挑檐的低层双坡房屋屋顶具有不同外形参数(坡角、挑檐长度、檐口高度)时,屋面的局部平均风压分布特性和变化规律。结果表明,各参数对屋面风压的影响程度不一,且与风向角的影响有关。坡角对屋面风压分布的影响是整体性的,挑檐长度则只有局部性的影响,而檐口高度对整体屋面风压的影响较小。研究结果可供我国沿海地区低层房屋抗风设计参考。     

高层建筑表面风压系数分布公式的数值计算与拟合

高层建筑物结构风荷载与暖通渗风量的计算都依赖于建筑物外表面上的风压分布资料与风压系数的具体数据。对不同风速作用下不同体型和尺寸的空气绕流高层建筑模型外表面上的风压进行了数值计算，利用计算结果对风压系数分布进行了数学回归，并拟合出风压系数分布公式。     

越南国家体育场屋盖平均风压及风环境影响数值模拟

本文给出了越南国家体育场双挑屋盖平均风压分布的数值模拟结果，并将60^o风向下数值模拟平均风压系数与风洞实验结果进行了比较，两者大体上是吻合的，随后给出90^o风向下贴近屋盖面上数值模拟湍动能，以此分析悬挑屋盖面上脉动风压分布规律，且用风洞实验的脉动风压均方根值结果进行验证．最后由越南国家体育场单边屋盖和双边屋盖数值模型，进行了风环境影响的研究，以考察有无上风向屋盖对下风屋盖的影响。     

益阳体育场大悬挑屋盖风压分布数值模拟

本文主要给出了湖南益阳体育场大悬挑屋盖平均风压分布的数值模拟结果,并将0°风向角下的结果与风洞实验进行了比较,两者大体上是吻合的.随后简要给出了体育场内和屋盖附近风流场的规律性.本文的数值模拟结果说明了数值模拟在大悬挑屋盖风工程中应用的可行性,特别是在初步设计中的优越性与现实性.     

爆炸挤压粘土密度变化过程的数值模拟

一种新型爆破工艺 ,需要采用不可压缩介质作垫层 ,利用炸药的爆炸作用对粘土进行挤压 ,形成地下空间。为了分析爆炸挤压后土体参数的变化规律 ,建立了爆炸挤压垫层和粘土的力学模型及数值方法。通过计算 ,得到爆炸作用下粘土密度变化的分布和爆炸空腔的发展过程。