收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

岩土工程中数值流形方法的应用与研究

周小义  
【摘要】: 数值流形方法用于计算结构或材料的位移和变形,能对连续变形与非连续变形问题进行统一求解,对问题具有较高的求解精度,是目前岩土工程数值分析方法的一个研究热点。 本文针对数值流形方法理论体系及其在岩土工程中的应用,并结合一些学者已有的研究成果,开展了对数值流形方法部分研究工作。本论文的研究工作及取得的成果主要有以下几个方面: (1)研究了覆盖位移函数对刚度矩阵形成的影响,提出了将覆盖位移函数的基本级数函数基中x、y由材料的绝对坐标改进为以流形单元的形心坐标为原点的相对坐标的建议来改善刚度矩阵的局部性态,以利于求解计算。同时指出了选择合理的坐标原点以便充分发挥覆盖位移函数的全阶项对总平衡方程组成时刚度矩阵和荷载矩阵的贡献,使求解精度得到提高。 (2)基于广义变分原理的理论体系,利用罚函数法,推导了梁板单元分析的修正泛函;构造了梁板流形单元及相应的流形单元格式(位移函数、应变矩阵和刚度矩阵等)。 (3)针对工程中广泛应用中厚板的弯曲分析问题,以数值流形方法的基本思想为基础,建立了Winkler弹性地基上Mindlin板的数值流形方法;对工程中分析弹性地基上的中厚板弯曲问题具有一定的参考意义。 (4)利用数值流形方法对隧道工程中衬砌结构进行了尝试性的分析,提出了结合规则网格和有限网格并行、高低阶覆盖位移函数混合计算的思想,以达到前处理和程序计算、计算效率和求解精度的协调。 (5)通过对目前数值流形方法中采用的几种本构模型的研究,提出了适用于非线性分析的数值流形方法。文中本构模型采用非线性弹性模型(Duncan-Chang模型和K-G模型),为数值流形方法进行岩土工程非线性分析提供了有益的数值分析方法。 (6)在前人研究的基础上,构造了六面体有限覆盖的三维流形单元,推导了三维流形单元覆盖位移函数、应变矩阵、刚度矩阵、荷载矩阵等表达式。通过算例分析及与解析解和ANASYS计算结果的比较,表明该思路是有效可行的。 (7)自编了较大型的面向对象计算机程序,该程序采用C++语言在VC++平台中编制,能对数值流形方法的一般问题(如文中所涉及的相关问题等)进行计算,具有较好的程序前后处理功能,并通过算例验证了程序是有效和合理的。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 骆少明,张湘伟,蔡永昌;数值流形方法的变分原理与应用[J];应用数学和力学;2001年06期
2 张湘伟,蔡永昌,骆少明;数值流形方法的对象设计[J];计算力学学报;2001年01期
3 张大林,栾茂田,杨庆,杨新辉;数值流形方法的网格自动剖分技术及其数值方法[J];岩石力学与工程学报;2004年11期
4 章光,王水林,闵弘;数值流形方法及其应用介绍[J];岩土工程界;2000年12期
5 彭自强,葛修润;数值流形方法在八结点有限元网格上的实现[J];武汉大学学报(工学版);2004年01期
6 彭自强,葛修润;数值流形方法在有限元三维二十结点单元上的实现[J];岩石力学与工程学报;2004年15期
7 李奋强,彭振斌,卢敦华;边坡土体稳定性分析的数值流形方法[J];中南大学学报(自然科学版);2005年01期
8 王水林,葛修润;四个物理覆盖构成一个单元的流形方法及应用[J];岩石力学与工程学报;1999年03期
9 骆少明,张湘伟,蔡永昌;非线性数值流形方法的变分原理与应用[J];应用数学和力学;2000年12期
10 王水林,葛修润,章光;三节点二次协调元[J];应用力学学报;2000年04期
11 李树忱,程玉民;数值流形方法及其在岩石力学中的应用[J];力学进展;2004年04期
12 李树忱,程玉民;基于单位分解法的无网格数值流形方法[J];力学学报;2004年04期
13 邓安福;朱爱军;曾祥勇;;高低阶覆盖函数混合的数值流形方法[J];土木工程学报;2006年01期
14 彭自强,葛修润;数值流形方法中覆盖函数选用的建议[J];岩土力学;2004年04期
15 缪丹云;胡爱田;骆少明;;基于MLS无网格思想的数值流形方法[J];机电产品开发与创新;2007年04期
16 陈佺;刘建;;数值流形元中水压力与开挖作用的模拟方法研究[J];水文地质工程地质;2011年04期
17 骆少明,张湘伟,吕文阁,姜东茹;三维数值流形方法的理论研究[J];应用数学和力学;2005年09期
18 王水林,葛修润,章光;受压状态下裂纹扩展的数值分析[J];岩石力学与工程学报;1999年06期
19 彭自强,卢哲安;土木工程中几种数值分析方法的联系[J];武汉理工大学学报;2005年04期
20 徐鹏;金吾根;万远富;;流形Trefftz直接法[J];计算力学学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘红岩;秦四清;杨军;;爆炸荷载下岩石破坏的数值流形方法模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
2 张大林;栾茂田;杨庆;;数值流形方法的网格生成技术[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
3 田荣;栾茂田;杨庆;;连续与非连续变形分析的流形方法及其在土力学中的应用[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年
4 刘红岩;秦四清;李厚恩;马平;孙强;;岩石冲击破坏的数值流形方法模拟(英文)[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
5 刘红岩;杨军;;数值流形方法与DDA在岩石冲击破坏数值模拟中的应用[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
6 刘红岩;秦四清;;层状岩石边坡倾倒过程的数值流形方法模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所2006年论文摘要集[C];2007年
7 居炎飞;章光;王水林;;一种提高数值解精度的新方法[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
8 王水林;李春光;葛修润;郑宏;;对数值流形方法的一点思考[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
9 钱莹;杨军;;数值流形方法的黏性边界问题初探[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
10 刘红岩;秦四清;李厚恩;马平;孙强;杨继红;;岩石边坡渗流破坏的数值流形方法模拟[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李树忱;断续节理岩体的无风格流形方法和实验研究[D];上海大学;2004年
2 张大林;流形方法在岩体断裂特性与裂纹发展过程数值分析中的应用研究[D];大连理工大学;2003年
3 焦健;节理岩体稳定分析的数值流形方法研究[D];北京交通大学;2010年
4 彭自强;数值流形方法与动态裂纹扩展模拟[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2003年
5 周小义;岩土工程中数值流形方法的应用与研究[D];重庆大学;2008年
6 陈庭;球面数值流形方法及其在地壳运动中的应用研究[D];武汉大学;2005年
7 魏高峰;非协调数值流形方法研究[D];上海大学;2005年
8 朱爱军;数值流形方法研究及其在岩土工程中的应用[D];重庆大学;2005年
9 杨明辉;岩质陡坡桥梁桩基承载机理及其分析方法研究[D];湖南大学;2006年
10 武艳强;三维数值流形方法研究及其在地学中的初步应用[D];中国地震局地质研究所;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王东;数值流形方法及接触参数的进一步探讨[D];西安科技学院;2002年
2 张静;数值流形方法在岩体非连续变形中的应用研究[D];西安科技学院;2002年
3 温伟斌;多边形协调单元数值流形方法的研究[D];广东工业大学;2011年
4 郭朝旭;高阶数值流形方法中线性相关问题的研究[D];三峡大学;2012年
5 刘晓;刚塑性数值流形方法研究及应用[D];广东工业大学;2005年
6 缪丹云;基于MLS的数值流形无网格化方法研究[D];广东工业大学;2007年
7 叶茂;边坡稳定分析的流形单元法[D];浙江大学;2004年
8 蒋磊;连续—非连续问题的数值流形方法及其应用研究[D];河海大学;2007年
9 郑磊;数值流形方法及其工程应用研究[D];河海大学;2006年
10 陈希祥;数值流形方法的可视化技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978