多层地基上相邻基础动力相互作用求解

对于基础-地基-基础动力相互作用(FSFI)问题的求解,以往只是针对半无限均质或者单层地基来进行求解。利用改进的比例边界有限元方法(SBFEM)与有限元方法(FEM)相结合来求解多层地基之上的FSFI问题,SBFEM求解时计算空间域降低一维,并且不需要边界元所要求的基本解。针对典型算例对上述数值方法进行具体的验证,并就多层地基上FSFI问题进行求解。计算结果表明,所提出的数值算法在求解多层地基之上的FSFI问题有广泛的适用性,并且有较好的求解精度。     

作用于椭圆沉箱上的非线性波浪力研究

为深入研究椭圆沉箱的水动力特性,建立了非线性波浪与结构物相互作用的三维时域数值计算模型,该模型中N-S方程的求解基于有限差分法,采用VOF方法追踪流体自由表面,使用部分单元体方法处理椭圆沉箱结构物的曲面边界,用计算圆沉箱波浪力对该模型进行了验证,并将该模型应用于相对波高(H/d)、相对波长(k D)和相对长宽比(B/D)对椭圆沉箱波浪力的影响研究。结果表明:相对波高对椭圆沉箱波浪力有重要影响,其值越大波浪非线性的影响越明显;与沉箱无量纲正向波浪力相比,相对长宽比对无量纲横向波浪力影响更大。研究表明,本研究中建立的数值模型可应用于椭圆沉箱波浪力的计算,但实际设计中需依据建设地点的风浪特征与掩护条件,确定合适的沉箱相对长宽比,以保证结构足够的安全系数。     

深水桥墩在波浪效应下动力响应研究综述

准确地计算出波浪对桥墩的作用力是大跨深水桥梁动力响应分析的关键。本文从流体力学和随机过程两个领域分别对波浪理论研究进展做了概述,并给出了这些波浪理论的适用范围;探讨了波浪对结构的几种作用效应及各自的适用范围;对墩柱与波浪相互作用下的波浪力的计算方法、数值模拟及实验研究进行了总结;讨论了影响波浪与桥墩相互作用的主要因素,并对今后的研究提出了建议。     

作用于椭圆沉箱上的非线性波浪力研究

为深入研究椭圆沉箱的水动力特性,建立了非线性波浪与结构物相互作用的三维时域数值计算模型,该模型中N-S方程的求解基于有限差分法,采用VOF方法追踪流体自由表面,使用部分单元体方法处理椭圆沉箱结构物的曲面边界,用计算圆沉箱波浪力对该模型进行了验证,并将该模型应用于相对波高(H/d)、相对波长(k D)和相对长宽比(B/D)对椭圆沉箱波浪力的影响研究。结果表明:相对波高对椭圆沉箱波浪力有重要影响,其值越大波浪非线性的影响越明显;与沉箱无量纲正向波浪力相比,相对长宽比对无量纲横向波浪力影响更大。研究表明,本研究中建立的数值模型可应用于椭圆沉箱波浪力的计算,但实际设计中需依据建设地点的风浪特征与掩护条件,确定合适的沉箱相对长宽比,以保证结构足够的安全系数。     

基于SBFEM任意角度混合型裂纹断裂能计算的J积分方法研究

混合型裂纹断裂能(GF)是裂纹扩展的判据之一,是裂纹扩展方向分析的基础。以往平面问题断裂能J积分方法的研究只是局限于Ⅰ型或是Ⅱ型,裂纹方向为水平方向。推导了Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹任意角度时线弹性材料J积分与应力强度因子(SIF)K之间的关系,提出将比例边界有限元法(SBFEM)用于J积分的求解。在数值计算中,通过用SBFEM、有限元法(FEM)和用推导公式计算J积分的对比,验证推导公式的正确性,同时也说明SBFEM计算J积分是精确的、方便的。根据数值计算的结果,对计算边界与裂纹的距离、计算单元的尺寸以及积分路径等诸因素对精度的影响进行一定分析。     

饱和多孔介质半无限域动力-渗流分析中的非反射边界法

<正> 对于结构与土壤相互作用的动力有限元分析,由于动力过程中存在半无限域中波的传播问题,因而不能简单地用一组人为边界在半无限域中截取一有限域进行分析,因为在这些边界上辐射波将不能透过而反射回域内,造成动力响应计算的误差。除非在分析中取足够大的土壤域,而这在计算工作量上将是不能容忍的。     

无限元参与地基基础—上部结构动力相互作用分析研究

以实际工程为背景,采用自编程序探讨了有限元-无限元耦合系统参与地基基础-上部结构动力相互作用分析的过程,证明此耦合系统与单纯有限元法模拟无限域地基相比具有明显的优越性。     

不同断面型式悬浮隧道管段波动特性实验研究

水中悬浮隧道(Submerged floating tunnel,简称SFT)是世界上目前唯一还没有实践过的海洋交通结构。SFT的波浪荷载作用评价对隧道结构设计十分重要。通过在二维波浪水槽中的物理模型实验,研究了3种不同断面型式悬浮隧道结构在不同波高和周期下的不规则波作用响应。实验结果表明:(1)相比圆形和多边形断面,椭圆形断面在周期内明显出现了多个局部峰值,且随着波高的增加,局部峰值的个数也随之增多,说明高宽比较小的椭圆形断面旋转力矩发生了作用。(2)通过获得的SFT断面周向压强对SFT断面的垂向和水平向波浪力进行了估算。(3)3种SFT断面出现最大最小压强的位置是一致的,但3种SFT断面的垂向波浪力均大于水平波浪力,结构设计时应重点关注垂向波浪力。根据垂向波浪力与水平波浪力幅值差变化比较,椭圆形和多边形受波高变化的敏感性比圆形更为显著。     

土-结构动力相互作用分析简介

通过对土与结构动力相互作用机理的研究,并通过算例说明土与结构动力相互作用对结构动力特性(周期及阻尼比)的重要影响.     

地基与上部结构相互作用的边界元理论分析

利用边界元法对地基与上部结构相互作用做了较为具体的理论分析。与以往传统有限元法相比 ,边界元法显示了在数值分析中的几个优点 ,特别是在无限区域或半无限域情况下 ,比运用有限元法进行分析 ,具有更大的优越性。因此在特定情况下 ,用边界元法代替有限元法进行数值分析是非常有意义的