土石坝空间单元网格自动剖分

<正> 一、引言 众所周知,有限元计算前的数据信息准备工作量很大,空间问题尤甚。若采用手工办法处理,不但耗费计算人员大量的精力和时间,而且很难查找错误。因此,空间有限元网格的自动剖分,数据信息自动生成和查错,直至绘出剖分结果的直观图形,是土石坝设计人员十分关心的问题,对它的解决无疑具有重要的实际意义。本文将介绍空间单元网格自动剖分程序的特点和基本思路。     

AutoCAD及Visual Lisp语言在有限元前处理中的应用

工程中复杂的有限元网格即使是具有强大前处理功能的有限元软件，往往也难以得到满意的自动剖分，而在AutoCAD中绘制网格剖分图，再利用其二次开发语言从图形中获得有限元数值计算的数据，此方法可以建立各种复杂的网格剖分模型。本文利用Visual Lisp语言编制接口程序从平面网格剖分图中自动生成包含节点坐标、实体单元、接触单元及材料信息的数据文件。     

二维有限元网格自动剖分算法研究

对二维多材质任意边界条件结构有限元网格的生成技术进行了探讨 ,建立了一套新算法 ,并编写了相应的二维有限元网格自动剖分通用计算程序。结果表明 ,其能够高效快速简便地给出理想的剖分网格 ,大大降低了工作强度     

岩土工程有限元网格自动剖分

随着CAD技术在工程中的广泛应用，如何利用CAD技术来解决岩土工程问题，实现有限元网格自动部分，将技术人员从手工划分网格和读入节点坐标的繁琐劳动中解放出来，这一直是岩土工作者关心的问题。针对上述情况，本文介绍了在AutoCAD2000环境下，进行有限元网格自动剖分的技术。其思想是先整体剖分网格，再让网格局部适应。     

金属波纹拱壳屋顶有限元模型的自动生成

用细化有限元模型网格的方法来模拟金属波纹拱壳屋顶结构实际的波纹形状是一种有效的分析方法 ,但却使得网格非常密集 ,有限元模型比较复杂。应用有限元网格自动剖分理论 ,采用平面超单元变换剖分法 ,编写程序实现了金属波纹拱壳结构有限元模型网格的自动剖分 ,大大节省了计算机建模时间 ,并避免了在手动建模及划分有限元网格时所出现的误操作     

二阶椭圆问题非协调元方法的基于L~2投影的超收敛分析

针对二阶椭圆问题,提出了一个最低阶非协调四边形线性有限元方法,并对得到的有限元逼近解进行后处理,进而得到了一个新的超收敛结果 .这个后处理过程的主要思想是将原有的有限元解通过L~2投影,投影到另一个较粗网格剖分的有限元空间.相应的超收敛结果是在拟一致性网格下得到的,并不需要常用的一致性剖分或矩形剖分的要求.     

方管圆管混合空间钢管节点承载性能的非线性分析

以圆管为弦管,方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点,构造新颖,受力复杂,其承载力设计和计算是工程师所关注和急需解决的问题。本文采用非线性有限元方法,选用四节点等参壳元,应用自动步长增量法求解方管圆管混合空间管节点轴向受力或平面外受弯的极限承载力。程序系统在移植ADINA程序的基础上,开发了可进行T型、X型、K型和TT型管节点有限元网格剖分的前处理程序CTUBE,并编写了AutoCADADS/RX应用程序显示管节点模型受荷后的变形和应力分布。本文通过大量算例分析,回归出相关承载力计算公式,供设计人员参考。     

基于三维地质模型的岩土工程有限元自动建模方法

在岩土工程有限元数值模拟中,复杂的地质环境使得建模困难,模型一般都被简化处理。其结果直接影响计算的准确性。借助地质模型能最大程度地表达地质实际的特点,将地质模型和数值模型相结合,提出一种新的岩土工程有限元建模方法--CRM地质模型转化法。其核心思想是将三维地质模型经过特定方式转化为符合有限元网格要求的数值计算模型。具体转化过程为:①根据计算范围对地质模型进行区域切割;②从切割模型提取控制数据进行网格重构;③对重构模型按地层属性自动剖分有限元网格;④将网格数据导入数值分析系统完成建模。通过编程实现与实例验证,这种方法能准确生成复杂模型网格,整体建模速度快,自动化程度高,且能方便地模拟开挖过程,并可为不同的数值分析系统使用,极大地提高了前处理工作的效率。     

钢纤维混凝土细观结构数值模拟自动生成技术——多边形骨料生成与有限元网格的剖分

针对钢纤维砼细观模拟中的两大难点问题，即多边形骨料的随机分布与重叠性判断及有限元网格的自动剖分进行了阐述，给出了部分模拟实例．     

节理产状极点分布的分形维改进方法

定量化描述结构面产状的空间分布特征一直是研究的重点和难点,有助于判断不稳定块体的组合形式,为分析岩体稳定性提供准确、有效信息。基于陈剑平等提出的岩体节理产状极点分布分形维计算方法,从Schmidt极点图的等面积网格剖分原理入手,对其方法进行修改,直接对Dips软件形成的Schmidt产状极点图进行网格剖分,将自定义输入变量直接改为环数 n,大大简化了网格剖分的编制程序。并以大岗山水电站坝区右岸拱肩槽内侧边坡测网资料为基础,计算岩体节理产状极点分布分形维D,其结论和数据与陈剑平等的方法所得基本一致,验证了修正方法的正确性和可行性,为陈剑平等方法的普遍应用起到了一定的推广作用。     

基于三维地质模型的工程岩体结构精细数值建模

针对岩体结构数值模拟分析前处理工作中存在的地质模型建立、空间单元划分等难点,提出将三维地质模型与数值模拟分析进行耦合来简化其前处理的具体思路和方法。在三维地质建模系统中,建立精细的工程地质三维统一模型,通过单元网格几何模型的自动生成和模型数据的转换输入,可快速、准确地为岩体结构数值模拟分析提供不同类别、信息丰富的精细三维网格剖分模型,不仅简化了数值计算分析的前处理工作,同时也可丰富三维地质模型的属性信息,为工程设计与优化提供更直观、便捷的信息平台。     

基于约束Delaunay三角划分法在节理图上实现网格自动剖分

分析了现有的在节理图上自动生成有限元网格方法的不足之处，提出了应用约束Delaunay三角划分法来实现网格剖分。该方法将所有的节理线看作特征约束线，在散乱点约束的Delaunay三角划分的基础上，逐次嵌入约束线，然后再应用细化算法进行网格加密，得到符合数值计算精度要求的网格。     

基于样条曲线的类矩形盾构隧道无单元自动建模与离散算法

介绍一种基于样条曲线建模的无单元数值模拟方法。利用NURBS快速、准确、参数化表达异型几何优点,在CAD中建立类矩形盾构隧道管片的样条曲线模型,进一步基于自动疏密映射技术布设结点,构建离散的无单元参数空间。在映射生成的参数空间中建立无单元形函数插值,使数值积分与场函数近似不再受制于网格剖分与几何边界形式,克服了有限元模型在复杂异型几何中对网格和单元的依赖性。对于类矩形盾构隧道管片的不规则圆弧边界结构,计算方法实现了由CAD设计模型到无单元数值离散模型的无障碍转化,提高了隧道结构设计计算的效率。     

模拟地下水流运动的三重尺度有限元模型

传统有限元法在模拟地下水流问题时常需要精细剖分描述含水介质的非均质性以保证精度,导致计算消耗过高。传统多尺度有限元法（MSFEM）能缓解这一问题,但在处理高计算量问题时仍需较高消耗来构造基函数。提出了一种用于模拟地下水流的三重尺度有限元模型（MSFEM-T）,该方法在MSFEM的粗、细两种尺度网格之间引入中网格,从而可以在粗网格单元内基于中、细两种尺度网格应用MSFEM本身替代有限元法构造基函数,能够显著降低基函数的构造消耗以提高整体计算效率。此外,MSFEM-T还提出了一种基于粗、中、细三重网格的超样本技术,可以进一步提升其计算精度。数值算例结果显示MSFEM-T的精度与MSFEM和精细剖分有限元法（LFEM-F）的精度相近,且计算效率更高。     

位移反分析的有限元线法及其工程应用

有限元线法作为一种半解析的数值方法，具有网格剖分简单，计算精度高等优点。将有限元线法应用于岩土工程位移反分析，提出基于有限元线法的位移反分析方法。工程实例显示了该方法的可行性。     

基于全球三维空间网格的时空地理数据组织方法

为解决海量、多源、异构时空地理信息数据高效组织存储、无缝关联融合及其深度挖掘分析数据知识的难题。基于Geohash算法,按照等分法的思想,在球面网格剖分的基础上,加入高程维度的剖分,建立全球多层级、多尺度的三维空间网格体系,并赋予每个网格单元全球唯一网格编码,实现陆、海、空、天和地下全域空间网格位置的统一标识,大幅降低时空地理信息数据组织存储、融合与管理的复杂程度,提高查询检索与分析应用效率。     

电化学氧化处理特殊点源含油污水实验

为解决海量、多源、异构时空地理信息数据高效组织存储、无缝关联融合及其深度挖掘分析数据知识的难题.基于Geohash算法,按照等分法的思想,在球面网格剖分的基础上,加入高程维度的剖分,建立全球多层级、多尺度的三维空间网格体系,并赋予每个网格单元全球唯一网格编码,实现陆、海、空、天和地下全域空间网格位置的统一标识,大幅降低时空地理信息数据组织存储、融合与管理的复杂程度,提高查询检索与分析应用效率.     

钢箱计算失效应变的冲击试验

为研究船桥碰撞有限元分析中钢板的网格尺寸与钢材计算失效应变之间的关系,进行了3个钢箱模型的落锤冲击试验。采用LS-DYNA软件对试验模型进行了有限元建模和碰撞计算,并与试验结果进行了对比。定义了一个相关系数来反映试验结果与计算结果之间的相关性,并据此定义了与网格尺寸相关的计算失效应变合理取值区间。研究结果表明:为得到合理精度的计算结果,钢板的计算失效应变的取值应随钢板网格尺寸变化,使用大的网格尺寸时应采用小的失效应变,使用小的网格尺寸时应采用大的失效应变;将计算失效应变合理取值区间与自适应网格剖分技术结合,可以在保证计算精度的同时,提高计算效率。     

大型复杂洞室稳定性三维弹塑性有限元分析

有限单元法是岩土工程界最常用的一种数值模拟方法,但在实际模拟复杂的岩土工程问题时,模拟的结果往往还不够精确,结合某大型复杂地下洞室稳定性分析,从有限元网格剖分及锚固作用的模拟等方面详细论述了提高有限元法分析复杂岩土工程稳定性的计算精度的问题.     

空间网格结构施加等效节点荷载的ANSYS实现

对荷载准确的计算是结构分析的关键环节,而通用有限元软件用于空间网格结构在进行均布荷载导算等效节点荷载的工作时,一般都存在一定的局限性,给分析工作带来不便。针对有限元软件ANSYS在对空间网格结构施加等效节点荷载时存在的问题,给出解决问题的思路以及在ANSYS软件中的实现方法和空间网格结构批量施加等效节点荷载的主要宏模块及宏流程,并利用ANSYS软件自带的APDL(ANSYS Parametric Design Language)参数化设计语言编写此宏命令,实现了在ANSYS中选择网格节点后,程序根据所选节点自动搜索网格、导算等效节点荷载等功能。