本論文提出了一種用于分析飽和巖土介質(zhì)動(dòng)力問(wèn)題的顯示、無(wú)條件穩(wěn)定的有限元數(shù)值方案。該數(shù)值方案將精細(xì)時(shí)程積分方法引入到有限元方法的時(shí)間域離散求解中,實(shí)現(xiàn)了對(duì)飽和巖土介質(zhì)-動(dòng)力控制方程的時(shí)間域精細(xì)求解。在空間域的離散中,本論文采用的是標(biāo)準(zhǔn)的有限元空間離散方法。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵指數(shù)矩陣的譜半徑分析,我們得出了本文提出的有限元方案是無(wú)條件穩(wěn)定的數(shù)值方案的結(jié)論。通過(guò)對(duì)本論文數(shù)值方案的誤差分析,我們得出該方案的數(shù)值結(jié)果穩(wěn)定收斂于精確解,且數(shù)值方案在多時(shí)間尺度下表現(xiàn)出計(jì)算結(jié)果高精度。在本論文中應(yīng)用了多個(gè)數(shù)值模型對(duì)提出的DPTSIM數(shù)值計(jì)算方案進(jìn)行驗(yàn)證,其中包括一維模型,二維平面應(yīng)變模型,半無(wú)限空間模型,海床模型和海底開(kāi)挖航道邊坡模型。在這些模型計(jì)算中,我們將提出的DPTSIM數(shù)值方案計(jì)算結(jié)果分別于解析解和Newamrk數(shù)值方案的計(jì)算結(jié)果作對(duì)比,得出DPTSIM數(shù)值方案能夠精確地給出數(shù)值計(jì)算結(jié)果,并且相比于Newamrk數(shù)值方案表現(xiàn)出對(duì)大的計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)的良好適應(yīng)性。 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.1 飽和巖土介質(zhì)水-動(dòng)力耦合問(wèn)題的數(shù)值方法
        1.1.2 基于差分方法的時(shí)間域求解理論
    1.2 目前存在的問(wèn)題及解決思路
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
2 u-p方法的理論建立和有限元實(shí)現(xiàn)
    2.1 u-p控制方程的構(gòu)建
    2.2 初始條件和邊界條件
    2.3 伽遼金加權(quán)參數(shù)法和u-p控制方程的空間離散
        2.3.1 等參單元法
        2.3.2 u-p控制方程伽遼金方程弱形式推導(dǎo)
    2.4 精細(xì)時(shí)程積分方法在求解巖土介質(zhì)水-動(dòng)力耦合時(shí)域問(wèn)題中的應(yīng)用
    2.5 算法穩(wěn)定性分析
    2.6 算法誤差分析
3 DPTSIM數(shù)值方案的算法驗(yàn)證和算例計(jì)算
    3.1 一維理想化模型下u-p方程的解析求解
    3.2 一維理想化模型的數(shù)值計(jì)算和算法準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        3.2.1 階躍荷載下一維理想化模型的計(jì)算
        3.2.2 正弦荷載下一維理想化模型的計(jì)算
    3.3 二維平面應(yīng)變模型水-動(dòng)力耦合計(jì)算
        3.3.1 二維平面應(yīng)變模型無(wú)阻尼水-動(dòng)力耦合計(jì)算
        3.3.2 施加瑞利阻尼下二維平面應(yīng)變模型水-動(dòng)力耦合計(jì)算
4 半無(wú)限空間域及地震動(dòng)問(wèn)題數(shù)值模擬
    4.1 粘彈性人工邊界及其有限元實(shí)現(xiàn):
    4.2 二維半無(wú)限空間模型的有限元模擬
    4.3 波浪荷載作用下的海床模型
    4.4 地震動(dòng)荷載的施加和海底開(kāi)挖邊坡模型的計(jì)算
        4.4.1 波浪荷載下海底開(kāi)挖航道邊坡模型水-動(dòng)力耦合響應(yīng)分析
        4.4.2 地震動(dòng)荷載的施加
        4.4.3 地震動(dòng)荷載下海底開(kāi)挖航道邊坡模型水-動(dòng)力耦合響應(yīng)分析
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)多時(shí)間尺度源荷協(xié)調(diào)調(diào)度模型研究[J]. 張亞超,劉開(kāi)培,廖小兵,胡志鵬.  高電壓技術(shù). 2019(02)
[2]渤海海峽水交換多時(shí)間尺度變化特征研究[J]. 冀承振,黎舸,于博,董琳,劉清容.  海洋與湖沼. 2019(01)
[3]地下結(jié)構(gòu)抗震分析中地震動(dòng)輸入方法的比較研究[J]. 汪精河,周曉軍,毛露露,胡鴻運(yùn).  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2015(03)

碩士論文
[1]飽和兩相介質(zhì)近場(chǎng)波動(dòng)問(wèn)題時(shí)域求解的精細(xì)時(shí)程積分方法[D]. 段雪銘.北京工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3593897