流体—固体介质中瑞利波特性

本文应用解析法和有限单元研究了流体－固体介质中平面瑞利波波速度弥散性及位移分布规律。利用有限单元法推导了液体介质中平面瑞利汉传播的单元刚度矩阵和质量矩阵，以及利用解析法获得了半无限提供的边界力。结合文献［１］给出的固体介质中有限单元刚度矩阵和质量矩阵，本文得到了流体－固体介质中瑞利弥散特征方程和位移计算公式。     

流体--固体介质中Stoneley波特性

本文利用解析法建立了两半无限流体———固体介质中Ｓｔｏｎｅｌｅｙ波的特征方程及其位移计算公式，利用有限元———解析法建立流体———固体成层介质中Ｓｔｏｎｅｌｅｙ波的特征方程．并利用这些特征方程分析研究了流体———固体介质中Ｓｔｏｎｅｌｅｙ波的特性和位移分布规律．     

流体――固体介质中Stoneley波特性

本文利用解析法建立了两半无限流体――固体介质中Stoneley波的特征方程及其位移计算公式，利用有限元――解析法建立流体――固体成层介质中Stoneley波的特征方程。并利用这些特征方程分析研究了流体――固体介质中Stoneley波的特性和位移分布规律。     

饱和土层中瑞利波的传播特性

本文基于Biot提出的饱和多孔介质的弹性波动方程，导出饱和土层中瑞利波弥散特征方程，并由此分析了瑞利波的弥散特性和位移分布规律。结果表明，饱和土(有渗流)的瑞利波弥散曲线与饱和封闭系统(无渗流)相差很小，可利用饱和封闭系统情况来研究和分析饱和土中瑞利波特征以及现场所测瑞利波弥散曲线。饱和土层中瑞利波的有效传播深度约为1.5倍波长。     

桁架结构矩阵分析与程序设计

讨论了平面桁架、空产桁架的结构矩阵分析方法，建立单元刚度矩阵，将单元刚度矩阵集合成整体刚度矩阵，存储最大半宽带的上半带元素，按照矩阵位移方程编写计算机程序，求出各结点内力。     

动水压力波高阶双渐近时域平面透射边界Ⅱ:计算性能

为了准确模拟动水压力波在半无限水库中传播引起的辐射阻尼，本文基于比例边界有限单元法构造了高阶双渐近时域平面透射边界。首先将描述半无限水库的连续波动方程转化为半离散的比例边界有限单元方程描述，然后通过特征模态变换将以动力刚度矩阵形式表达的控制方程解耦，获得了模态动力刚度的连分式解答，再通过引入辅助变量将透射边界在频域的动力刚度表达等效为一个高阶矩阵方程，对其施加傅立叶逆变换后即得到时域透射边界条件。频域模态动力刚度的计算结果表明：该双渐近透射边界可以在全频范围内迅速的逼近准确解，表现出优良的收敛性能。     

欧拉-伯努利梁单元刚度矩阵推导

为明确欧拉－伯努利梁单元刚度矩阵推导过程，用统一的坐标系统和参数正方向规定，包括荷载、位移、内力和应力等，对等截面梁详细介绍了不同受力模式包括伸缩、扭转和弯曲问题的拉格朗日形函数和厄米特形函数，系统给出了刚度矩阵推导所需的基本方程包括几何方程、本构方程和平衡方程，并最终根据虚功原理得到单元刚度矩阵。这不仅有助于对单元刚度矩阵以及推导过程的理解，还可为参阅有限元专业书籍提供帮助。     

求解对流－弥散问题的混合拉普拉斯变换有限单元法

本文提出一种求解对流－弥散方程的新算法──混合拉普拉斯变换有限单元法（ＨＬＴＦＥＭ）．该算法在时间域上求解是半解析的．在空间域中对拉氏空间离散化的微分方程求解是数值的．对拉氏变换后节点浓度值的数值反演采用高精度的Ｈｏｎｉｇ－Ｈｉｒｄｅｓ（１９８４）算法．数值试验的结果与解析解和Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元的解进行了对比，表明：ＨＬＴＦＥＭ计算精度高，稳定性好，一步到位．特别是对网格Ｐｅｃｌｅｔ数高达１００的对流占优溶质运移问题，仍能较好地模拟浓度锋面的推移．     

具有频率约束条件的蜗壳优化设计

用解析法推导了计算结构固有频率灵敏度的公式,并给出了板单元刚度矩阵和质量矩阵分别对设计变量的偏导数,又在有限元程序的基础上研制出了用解析法求频率灵敏度的程序。将该程序应用于某水电站水轮机组蜗壳的优化设计中,得到了设计单位的肯定。     

裂隙岩体固液相耦合的超级有限单元法

 从考虑水压的岩体位移方程与考虑应力的渗流方程出发，按照超级有限元的基本思想，利用伽辽金有限单元法的推导方法，推导了岩体应力,渗流耦合的超级有限单元方程式，并且具体地分析了超级单元耦合矩阵的组合形式。编制了相应的程序，并且提供算例进行了试算。研究表明，超级有限单元法应用于复杂岩体固液相耦合分析是适应的。     

瑞利阻尼参数对瑞利波作用下场地动力响应的影响

为研究地震中Rayleigh波对地表浅层土体的响应特征,针对Lamb问题的模型工况开展有限元动力分析,验证有限元法精确模拟Rayleigh波作用效应的可行性。以厦门地区浅层的素填土及粉质黏土为研究对象,采用摩尔-库仑本构模型,结合Rayleigh阻尼,并在模型的底部和边界上采用黏性边界,采用有限元法考察Rayleigh阻尼中质量比例阻尼系数α和刚度比例阻尼系数β对响应特征的影响规律。研究表明:有限元动力分析可以模拟Rayleigh波作用下的远场动力问题,能取得与Lamb问题解析解较为一致的解答,同时还可以捕捉P波和S波的到达时间;α的变化对素填土和粉质黏土中Rayleigh波的传播特征基本没有影响;β的变化不会影响传播速度,但影响波的振幅,β是Rayleigh阻尼的主控参数。该结论可为采用有限元法研究Rayleigh波对浅埋结构物的地震动力响应提供理论基础和科学依据。     

动水压力波高阶双渐近时域平面透射边界I:理论推导

为了准确模拟地震引起的动水压力波在半无限水库中传播引起的辐射阻尼,基于比例边界有限单元法构造了高阶双渐近时域平面透射边界。首先将描述半无限水库的连续波动方程转化为半离散的比例边界有限单元方程,然后通过特征模态变换将以动力刚度矩阵形式表达的控制方程解耦,获得模态动力刚度的连分式解答,再引入辅助变量将透射边界在频域的动力刚度表达等效为一个高阶矩阵方程,对其施加傅立叶逆变换后即得到时域透射边界条件。频域模态动力刚度的计算结果表明：该双渐近透射边界可以在全频范围内迅速逼近准确解,具有良好的收敛性能。     

基于混合法的加筋地基与条形基础沉降分析

采用有限元法与复合法,分析了加筋地基土体上条形基础沉降的平面应变问题.采用有限元法得到条形基础刚度矩阵,采用复合解析法,将加筋地基土体中加筋体处理为上部正交各向异性土层.利用该方法可得到条形基础的荷载—沉降变形.本方法计算程序编制简单,与文献结果比较,可验证本方法的正确性.数值计算结果表明,当加筋条层间距为L/6(L为条形基础底宽)时,条形基础中心点的沉降最小.     

坝体与库水的流固耦合分析

基于流固耦合分析方法,分别应用势流模式和位移模式2种流体单元模拟库水,并与传统的附加质量方法模拟库水的方法做了比较,结果显示该方法可行;相比附加质量方法,流固耦合方法与理论解更为接近,其中位移模式流体单元对单元形态要求较高。对库水截取区域的敏感性分析表明,流体区域选取3～5倍坝高可以得到较为满意的结果。以重力坝的不同坝顶宽度为例,讨论了需要考虑库水可压缩性的条件,这些成果为后续工作奠定了基础。     

考虑剪力滞影响的渡槽单元刚度矩阵分析

有限元法在结构分析中的应用已经非常成熟,但是在很多具体模型中,由于要求不一样,结构单元刚度矩阵和单元质量矩阵需要考虑的内容不一样,因此结构单元刚度矩阵和单元质量矩阵的型式和内容也有所区别。文章采用理论方法推导出渡槽结构考虑剪力滞影响的单元刚度矩阵,使有限元法在渡槽结构的非线性结构反应分析中得到应用。     

大型渡槽有限条法地震反应分析

根据有限条法原理,把渡槽槽身划分为若干有限条,推导出渡槽槽身结构的单元刚度矩阵、质量矩阵的显示表达式;采用空间梁单元模拟渡槽支架;联接槽身和支架的盆式橡胶支座采用弹性元件单元模拟.编写程序具体计算了某大型渡槽的自振频率,并用ansys对大型渡槽进行模态分析,对比计算结果验证本文模型的正确性.并计算了大型渡槽结构在3种工况分别输入EL-Centro、Taft、天津地震波3种地震波作用下的地震时程响应.     

动水作用下大型渡槽结构有限条法地震反应分析

根据有限条法原理,把渡槽槽身划分为若干有限条,推导出渡槽槽身结构的单元刚度矩阵、质量矩阵的显示表达式.采用空间梁单元模拟渡槽支架,联接槽身和支架的支座采用弹性元件单元模拟;采用附加质量法考虑水体的动水作用;计算了大型渡槽结构在三种工况分别输入三种地震波作用下的时程响应.