裂隙岩体三维非稳定渗流场与应力场耦合分析

本文从宏观的角度把裂隙岩体作为等效连续介质模型,编制三维有限元程序对裂隙岩体进行非稳定渗流场与应力场耦合分析,并应用工程算例比较分析研究非耦合与耦合作用条件下三维非稳定渗流场和应力场变化规律。研究结果表明该方法是可行的;与非耦合作用相比,考虑耦合作用减少了断面的渗流量,坝基应力场增大;库水位下降具有一定的滞后效应,且下降速率越大,滞后效应越明显。因此,在岩土体分析中用等效连续介质模型进行三维非稳定渗流场与应力场耦合分析研究,对水利工程、岩土工程、煤炭开采及石油二次开发等领域多场耦合作用研究具有广泛参考和应用研究价值。     

Ansys强度折减法在开挖边坡稳定分析中的应用

本文通过采用有限元强度折减法对某边坡进行了稳定性分析,分析结果表明:随着折减系数的不断增大并达到某一数值时,边坡内广义剪应变自坡底向坡顶贯通,边坡达到极限状态,此时的折减系数即为安全系数。表明有限元强度折减法对边坡稳定性分析具良好的适用性。     

基于流固耦合的大坝渗流特性反演方法研究

土石坝在长期运行过程中,坝体结构形态不断变化,因此对大坝渗透特性进行反演时考虑流固耦合效应是必要的。本文将流固耦合理论、BP神经网络和改进的遗传算法三者结合起来,应用于大坝渗透特性的有关参数的反演分析中;首先通过对大坝应力场和渗流场的耦合机理的分析,研究渗流场与应力场的耦合效应;然后以基于定向寻优准则为原则改进传统的遗传算法,并用此优化神经网络连接权值,所建立的遗传神经网络具有较快的训练速度和较强的泛化能力;最后正算采用基于耦合的有限单元法,反算用改进的遗传优化神经网络算法,探讨基于耦合的渗透特性的反分析问题,并导出这一问题的有限元计算公式及编制相应程序。数值算例表明,基于耦合的改进遗传神经网络在求解大坝渗透系数反演问题中具有较高的计算效率和识别精度。     

一种基于有限元法与改进无网格法耦合的双定子电机振动噪声分析方法（英文）

针对传统有限元法在电机的多物理场耦合计算过程中存在计算量大、耗时长、精度过于依赖网格剖分的缺点,而传统无网格法又存在边界条件施加不方便,在收敛计算过程中矩阵容易产生病态的缺陷。以一台电动汽车用双定子永磁电机为例,提出一种将有限元法与改进无网格法结合的多物理场耦合分析计算方法,来解决旋转机械的振动噪声计算问题。首先,建立电机二维有限元电磁模型,然后深入研究了考虑任意电流激励下的电机电磁力。其次,分别将内外定子齿及永磁体电磁力导入基于有限元和无网格法的三维结构场中进行谐响应分析。在多物理场耦合分析过程中,精确的边界条件和数据传输是求解的关键所在。该文通过在有限元法与无网格法交界面之间的过渡区域内构造一个不匹配的网格数据映射矩阵,可以较好地解决有限元-无网格耦合计算边值问题,实现了两种方法之间的数据映射。然后,将振动分析结果作为边界条件,利用有限元法计算辐射噪声。再次,针对传统无网格-有限元耦合方法求解过程中存在截断误差的缺点,提出构造一种通过修改局部基函数的方法对无网格法进行优化并重新计算谐响应运动。最后,将这两种无网格方法仿真结果与基于有限元计算结果及实验进行对比,在验证了该文耦合计算结...     

多相异步电机端部绕组电磁与结构耦合场分析

为了研究电磁力对定子端部绕组的影响,需要将电机运行环境中的电磁场和应力场进行耦合分析.本文通过Pro/E建立异步电机的三维模型,以异步电机定子端部绕组作为研究对象,通过有限元法对模型进行修改及电磁与结构顺序耦合的仿真计算,得到运行时电机端部绕组的应力和应变分布.仿真结果表明,此方法适用于电机的耦合场计算,对研究电机的三...     

加筋土边坡的矢量和法稳定分析

矢量和法能够充分利用有限元计算得到的应力场信息,概念明确,编程简单,且能够避免强度折减法计算的安全系数依赖于失稳判据的缺陷。对均质边坡的计算结果表明矢量和法能够得到与传统极限平衡法相近的结果。本文将其推广到加筋土边坡的计算,并编写了相应程序,针对某加筋土边坡进行稳定分析。计算结果表明对加筋土边坡,矢量和法得到的安全系数介于瑞典法与简化Bishop法之间,潜在滑动面位置与极限平衡法接近。     

核电站人工边坡稳定性评价

通过某核电站人工边坡进行了节理化岩体边坡稳定性研究初步的实例应用,证明了利用岩体结构面网络模拟图,分别通过建立节理单元和引入损伤力学以连续性介质进行类似强度折减处理不连续性问题两种不同方法的可行性,实现了将结构面网络模型用于数值计算模型,从而可以在评价节理化岩体边坡稳定性时,使有限元计算考虑结构面的影响,最终可拓展为工...     

核电站人工边坡稳定性评价

通过某核电站人工边坡进行了节理化岩体边坡稳定性研究初步的实例应用,证明了利用岩体结构面网络模拟图,分别通过建立节理单元和引入损伤力学以连续性介质进行类似强度折减处理不连续性问题两种不同方法的可行性,实现了将结构面网络模型用于数值计算模型,从而可以在评价节理化岩体边坡稳定性时,使有限元计算考虑结构面的影响,最终可拓展为工程应用服务。     

不同降雨强度下岩体边坡的渗流场分析

降雨入渗主要是通过改变岩体边坡非饱和区渗流场引发边坡发生滑坡的,而不同降雨强度下的入渗又是降雨入渗的特例。本文针对裂隙程度比较大的岩体,把边坡岩体等效成连续介质,借鉴降雨入渗的分析方法,建立了不同降雨强度下的入渗分析数学模型并编制了相应的有限元计算程序。最后,通过算例分析了不同降雨强度下入渗过程中暂态饱和区的形成、发展以及暂态水压力分布、变化。     

小开口磁器件内通电悬丝形变有限元分析方法

针对测量小开口磁器件磁场的脉冲悬丝法无法建立三维磁场中悬丝形变解析推导以及无法应用于磁场结构设计优化的问题,依据磁场中通电悬丝运动的基本原理,提出基于有限元的永磁器件结构参数和磁场分布改变的通电悬丝形变分析方法.建立磁件-悬丝系统的电流场、磁场、应力场三维耦合仿真模型,用耦合场有限元计算替代近似的解析求解,对不同永磁磁...     

基于有限元强度折减法边坡失稳的数值试验研究

有限元强度折减法经过研究发展已经成为边坡稳定性分析的一种有效数值分析方法。在有限元计算结果的基础上,如何判别边坡达到极限破坏状态已经成为边坡稳定性分析的关键问题。目前,有限元计算是否收敛、特征部位位移是否发生突变以及塑性区是否贯通成为了判别失稳的3种主要判据。利用ANSYS有限元软件,对2个典型算例,按照3种判据分别进行稳定分析,并与极限平衡法进行对比,得出3种判据的适用性,从而说明强度折减法的可行性。     

混凝土面板堆石坝施工度汛断面坝坡稳定性研究

本文应用非线性有限单元法对堆石坝在施工期洪水作用下坝体渗流场进行模拟的基础上，对坝坡的稳定性进行了研究，并结合工程实例验证了本文方法适用性及有效性，为混凝土面板堆石坝施工期临时渡汛坝体的坝坡稳定安全问题的研究提供了一种行之有效的分析方法。     

白石水库渗流场有限元分析

针对白石水库土坝的复杂渗流条件编制了有限元程序。对自由面的求解，在计算中提出了弃单元法算法，计算表明收敛快，和电拟结果对比显示该算法精度高，对计算无压渗流有通用性。用有限元方法对渗流量进行了计算。分析了实测水位和理论计算水位有较大差别的原因并提出相应的渗流稳定措施。此外，对大坝在库水位骤降情况下的稳定进行了分析。     

应用混合有限元法有限体积法处理运动电磁问题

提出应用混合有限元法有限体积法处理运动电磁问题,讨论了运动电磁问题控制方程的特性,阐明了Galerkin有限元法离散格式的误差估计,说明了一般Galerkin有限元法处理对流占优型对流扩散方程时解的不稳定性.结合应用数学领域中处理对流扩散方程的方法,提出了用有限元法离散控制方程的扩散项,而用有限体积法离散控制方程的对流项,同时在对流项的离散中引入迎风思想以消除解的振荡.应用这种方法计算了一个简单的运动问题,结果表明该方法可以很好的处理运动问题.     

基于FEM的雷击室内电磁场计算

采用有限元分析方法计算了建筑物框架遭受雷击时室内电磁场的分布。对于相同的建筑物框架,比较了有限元分析法与成熟的电路法的计算结果,得出有限元法的优势是可以考虑地中散流的情况。研究结果表明,采用有限元方法能够运用于雷击对室内建筑物电磁环境的评估。     

无单元法在结构动力计算中的应用及与有限元精度的比较

本文论述无单元法在结构动力计算应用中的一些关键技术问题,并对无单元法和有限元法进行了比较,特别是通过实际算例对二者的计算精度进行了比较.结果表明:无单元解的精度始终和理论解保持高度一致,而有限元解(例如ANSYS软件)对简单轴力杆件和欧拉梁在高阶振型上有一定的误差.当二者同时应用于某一实际工程时,由于可以只采用低阶振型,因而相差较小,从而证实了无单元法在结构动力计算中更加简便、精确和实用.     

基于强度折减法的人工岩质边坡稳定性分析

边坡的稳定性问题关系到人类生命财产安全以及工程本身的安全和效益,对其稳定性进行分析评价具有重要意义。本文通过FLAC3D数值模拟软件、采用强度折减法对武安发电厂的人工岩质边坡进行了稳定性分析。列举了边坡稳定性分析的三种失稳判据,并计算了相应的安全系数。分析结果表明,该人工岩质边坡基本稳定,与极限平衡方法比较,所得结果相差不大,说明强度折减法应用于边坡稳定性分析是可行的。此外,本文对该人工边坡的施工方案进行了重新设计。经验算,设计后的边坡依然处于稳定状态,但却大大减少了边坡的开挖量,提高了工程的经济效益。     

边坡稳定模糊随机可靠度评价及其应用

针对边坡稳定分析中出现的随机性和模糊性问题,提出一种计算模糊随机可靠度的新方法并应用于工程边坡稳定分析。采用简化Bishop法计算边坡稳定的安全系数,并根据计算参数的重要程度,选取部分参数进行模糊随机处理。首次引入正态模糊数来描述所选参数的计算区间并确立安全系数的置信函数,然后根据大量边坡实例的统计结果构造了安全系数的升岭形隶属函数,最终计算获得边坡稳定的模糊随机可靠度评价指标。结果分析表明,传统可靠度分析结果偏于不安全,而利用模糊随机可靠度来评价边坡稳定状况更趋于合理。     

用于重力坝抗滑稳定分析的分项系数有限元方法

针对有限元法缺乏配套设计标准的问题,本文提出一种新的应用于重力坝抗滑稳定的有限元计算方法———分项系数有限元法,并导出其相应的稳定判断准则。该方法将影响坝基稳定的结构基本变量因素经过分项系数的处理再进入非线性计算,以达到极限承载状态时的强度储备系数来表征大坝安全度。通过文中的计算实例,验证了该方法的可行性和适用性。