基于无网格界面模拟方法的面板坝防渗体跨尺度分析

论文摘要

混凝土面板作为面板坝关键的防渗结构,其安全性态至关重要。由于防渗面板与堆石体尺寸相差悬殊,如何在保证面板高精度模拟的前提下提高计算效率是一个亟待解决的难题。通过引入背景网格线及径向插值函数(RPIM),开发了基于无网格的界面模拟方法,实现了界面两侧节点自由分布,克服了Goodman单元点对点的限制。该方法可灵活地连接两侧不同尺寸的面板及堆石体网格,进而建立面板与垫层跨尺度分析模型。同时采用"面向对象"及"超单元"技术将该方法集成到自主开发的GEODYNA计算平台中,实现了与传统有限元法的无缝耦合,并可应用界面弹塑性本构模型模拟堆石和面板复杂的接触关系。在此基础上,通过引入虚节点进一步提高了径向插值函数(RPIM)在边界附近的模拟精度。研究表明,基于无网格的非点对点界面模拟方法可高效、灵活地实现面板坝跨尺度分析,在保证高精度的前提下大幅度降低自由度和提高计算效率。本文研究方法可以很容易地扩充到三维问题,并为面板坝面板精细化损伤演化分析提供有力的技术手段。

论文目录

• 1 研究背景
• 2 基于无网格的非点对点界面模拟方法
•   2.1 理论概要及相关公式推导
•   2.2 改进RPIM插值函数
•   2.3 数值程序实现
• 3 面板堆石坝中的应用
•   3.1 算例模型
•   3.2 材料参数
•   3.3 地震动输入
•   3.4 计算结果分析
•   3.5 高效跨尺度建模及分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 邹德高,龚瑾,孔宪京,刘京茂,屈永倩

关键词: 非点对点界面,无网格法,跨尺度分析,面板堆石坝

来源: 水利学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 水利水电工程

单位: 大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室,大连理工大学水利工程学院

基金: 国家重点研发计划项目(2017YFC0404904),国家自然科学基金项目(51779034),中央高校基本科研业务费(DUT19ZD216)

分类号: TV223.4

DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20190601

页码: 1446-1453+1466

总页数: 9

文件大小: 3083K

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