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基于FEM-SBFEM的壩-庫(kù)水動(dòng)力耦合簡(jiǎn)化分析方法

許賀; 鄒德高; 孔憲京 大連理工大學(xué)海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 遼寧大連116024; 大連理工大學(xué)水利工程學(xué)院; 遼寧大連116024
  • 比例邊界有限元
  • 附加質(zhì)量陣
  • 面板堆石壩
  • 動(dòng)水壓力

摘要:在壩-庫(kù)水動(dòng)力流固耦合分析中,比例邊界有限元方法(SBFEM)僅需對(duì)流固交界面進(jìn)行離散,就可以模擬半無(wú)限域庫(kù)水,節(jié)省了節(jié)點(diǎn)自由度個(gè)數(shù),具有較高效率。但采用數(shù)值方法處理動(dòng)水壓力時(shí)得到的附加質(zhì)量陣為滿陣,進(jìn)行大規(guī)模的面板壩彈塑性動(dòng)力分析時(shí)用于求解方程的時(shí)間較多。該文根據(jù)動(dòng)水壓力附加質(zhì)量陣的物理意義與分布特點(diǎn),提出了一種基于FEM-SBFEM的壩與庫(kù)水的動(dòng)力耦合簡(jiǎn)化計(jì)算方法,僅需提供一個(gè)保留系數(shù)β(0≤β≤1.0)即可實(shí)現(xiàn)不同程度的動(dòng)水壓力附加質(zhì)量陣化簡(jiǎn),簡(jiǎn)單易行;將其應(yīng)用在面板壩與庫(kù)水的動(dòng)力彈塑性耦合計(jì)算中,建議了β的取值范圍,在保證具有良好精度的前提下大幅提高了計(jì)算效率。

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工程力學(xué)

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