發(fā)布時(shí)間：2018-01-16 19:01

  本文關(guān)鍵詞：離散-連續(xù)多尺度橋域耦合動(dòng)力分析方法　出處：《工程力學(xué)》2015年06期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 多尺度方法 離散-連續(xù)介質(zhì)耦合 離散元 有限差分法 動(dòng)力分析 虛假反射

【摘要】：基于離散介質(zhì)理論和連續(xù)介質(zhì)理論,提出離散-連續(xù)多尺度動(dòng)力耦合分析方法,不需要任何附加的過濾和阻尼就能有效地消除高頻波的虛假反射。根據(jù)實(shí)際需求將計(jì)算模型劃分為連續(xù)介質(zhì)域和離散介質(zhì)域,其中連續(xù)介質(zhì)域采用有限差分網(wǎng)格模擬;離散介質(zhì)域采用離散元顆粒模擬。為保證網(wǎng)格與顆粒兩種不同介質(zhì)之間的能量協(xié)調(diào),引入拉格朗日乘子將離散元模型和有限差分模型之間的約束關(guān)系,通過能量勢(shì)函數(shù)隱含到動(dòng)力方程中,推導(dǎo)出多尺度域的動(dòng)力控制方程�；趧�(dòng)力顯式算法求解所建立的離散-連續(xù)多尺度動(dòng)力耦合體系,在通用的離散元(PFC)和有限差分法(FLAC)軟件中二次開發(fā)編制計(jì)算程序,從而實(shí)現(xiàn)離散-連續(xù)多尺度動(dòng)力耦合算法。通過算例驗(yàn)證,計(jì)算結(jié)果與分別采用離散元和有限差分法所得結(jié)果一致,說明了該多尺度方法可以有效地消除高頻波在離散-連續(xù)介質(zhì)界面上的虛假反射現(xiàn)象。
[Abstract]:Based on discrete medium theory and continuum medium theory, a discrete continuous multi-scale dynamic coupling analysis method is proposed. The false reflection of high frequency wave can be effectively eliminated without any additional filtering and damping. The calculation model can be divided into continuous medium domain and discrete medium domain according to the actual demand. The continuous medium domain is simulated with finite difference mesh. Discrete element particle simulation is used in discrete medium domain. In order to ensure energy coordination between mesh and particle, Lagrangian multiplier is introduced to restrict the relationship between discrete element model and finite difference model. The dynamic control equation in multi-scale domain is derived by implicit energy potential function into the dynamic equation, and the discrete continuous multi-scale dynamic coupling system is solved based on the dynamic explicit algorithm. In the general discrete element (PFC) and finite difference method (FLAC) software, the calculation program is developed to realize the discrete continuous multi-scale dynamic coupling algorithm, which is verified by an example. The calculated results are consistent with those obtained by the discrete element method and the finite difference method respectively. It is shown that the multi-scale method can effectively eliminate the false reflection of high frequency waves at the interface between discrete and continuous medium.
【作者單位】： 上海交通大學(xué)土木工程系;同濟(jì)大學(xué)巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51208296,41172251,41330633,41002095)
【分類號(hào)】：U451
【正文快照】： 對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的局部開裂或破壞、整體坍塌過程、土與結(jié)構(gòu)相互作用等眾多實(shí)際問題的深入研究往往需要從多個(gè)尺度來考察,既要從整體上把握問題的宏觀性,又能夠?qū)Ω信d趣的局部進(jìn)行細(xì)觀的模擬,揭示其細(xì)觀破壞過程和機(jī)理。此外,隨著地下工程的日益大型化和復(fù)雜化,對(duì)這些實(shí)際工程問題

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 張政華;畢丹;李兆霞;;基于結(jié)構(gòu)多尺度模擬和分析的大跨斜拉橋應(yīng)變監(jiān)測(cè)傳感器優(yōu)化布置研究[J];工程力學(xué);2009年01期

2 張銳;唐志平;;三維離散元與殼體有限元耦合的時(shí)空多尺度方法[J];工程力學(xué);2010年04期

3 張華;陸陽;余建華;;連續(xù)-離散介質(zhì)動(dòng)力耦合模型在斜坡堆積體地震響應(yīng)分析中的應(yīng)用[J];公路交通科技;2011年05期

4 陳志文;李兆霞;衛(wèi)志勇;;土木結(jié)構(gòu)損傷多尺度并發(fā)計(jì)算方法及其應(yīng)用[J];工程力學(xué);2012年10期

5 金煒楓;周健;張姣;;基于離散-連續(xù)耦合方法的地下結(jié)構(gòu)在地震中破壞過程模擬[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

6 禹海濤;袁勇;;地下結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析方法[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

7 周健;鄧益兵;賈敏才;王家全;;基于顆粒單元接觸的二維離散-連續(xù)耦合分析方法[J];巖土工程學(xué)報(bào);2010年10期

8 周健;金煒楓;;基于耦合方法的擋土墻地震響應(yīng)的數(shù)值模擬[J];巖土力學(xué);2010年12期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姜紹飛;;結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)-智能信息處理及應(yīng)用[J];工程力學(xué);2009年S2期

2 李兆霞;王瀅;吳佰建;王春苗;陳志文;;橋梁結(jié)構(gòu)劣化與損傷過程的多尺度分析方法及其應(yīng)用[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

3 金煒楓;周健;張姣;;基于離散-連續(xù)耦合方法的地下結(jié)構(gòu)在地震中破壞過程模擬[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

4 趙吉坤;李驊;張慧清;;基于離散元法的巖土細(xì)觀破壞及參數(shù)影響研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2013年02期

5 李靜;;不同偏壓狀態(tài)下淺埋連拱隧道地震動(dòng)力響應(yīng)分析[J];湖南交通科技;2013年03期

6 張華;游宏;陸陽;;地震作用下斜坡堆積體的變形規(guī)律[J];公路交通科技;2014年01期

7 伍小林;王學(xué)濱;潘一山;;粒徑及洞室形狀對(duì)圍巖應(yīng)力、應(yīng)變影響的模擬[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2014年02期

8 Jianyun Liu;Jingru Song;Yueguang Wei;;SIZE EFFECTS OF ELASTIC MODULUS OF FCC METALS BASED ON THE CAUCHY-BORN RULE AND NANOPLATE MODELS[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2014年02期

9 Keke Tang;Xianqiao Wang;;SIMULATION OF THE INTERFACED STRUCTURAL COMPONENT BASED ON A MULTIPLE-TIME-SCALE ALGORITHM[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2014年04期

10 郭紅兵;陳拴發(fā);;開級(jí)配大粒徑瀝青碎石混合料劈裂試驗(yàn)的離散元數(shù)值分析[J];公路交通科技;2014年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前5條

1 姜紹飛;;結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)-智能信息處理及應(yīng)用[A];第18屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ冊(cè)[C];2009年

2 趙吉坤;陳佳虹;張慧清;;巖土細(xì)觀破壞離散元模擬及力學(xué)特性研究[A];顆粒材料計(jì)算力學(xué)研究進(jìn)展[C];2012年

3 臧孟炎;陳順華;;基于非固有內(nèi)聚單元模型的夾層玻璃沖擊破壞現(xiàn)象仿真研究[A];顆粒材料計(jì)算力學(xué)研究進(jìn)展[C];2012年

4 臧孟炎;徐偉;;DEM與FEM動(dòng)態(tài)耦合算法研究[A];顆粒材料計(jì)算力學(xué)研究進(jìn)展[C];2012年

5 林振東;王仁華;竇培林;;點(diǎn)蝕損傷導(dǎo)管架平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的非線性行為初步探討[A];第22屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ冊(cè)[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 趙俊;結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置方法研究[D];暨南大學(xué);2011年

2 張?jiān)吕?機(jī)械系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)性設(shè)計(jì)理論及在船舶機(jī)械中的應(yīng)用研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

3 王文利;風(fēng)力作用下桅桿結(jié)構(gòu)拉耳焊接節(jié)點(diǎn)板裂紋萌生疲勞壽命的評(píng)估[D];武漢理工大學(xué);2012年

4 張波;地鐵車站地震破壞機(jī)理及密貼組合結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2012年

5 高偉;汽車玻璃沖擊破壞現(xiàn)象的離散元/有限元耦合仿真方法研究[D];華南理工大學(xué);2013年

6 滑廣軍;混凝土泵車臂架結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2013年

7 吳敬凱;非均質(zhì)材料力學(xué)性能與失效分析的多尺度有限元法研究[D];大連理工大學(xué);2013年

8 方錫武;一類界面元建模與分析方法及其在裝備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2013年

9 朱帥虎;低透氣性煤層粉乳炸藥預(yù)裂爆破增透實(shí)驗(yàn)及工藝研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

10 徐偉;離散元與有限元自適應(yīng)耦合方法及在汽車玻璃沖擊破壞中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 時(shí)圣鵬;斜拉橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器優(yōu)化布置研究[D];中南大學(xué);2011年

2 余潔冰;離散元與有限元面內(nèi)耦合算法的研究及應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2011年

3 陳虎;基于FEM/DEM的頭部撞擊擋風(fēng)玻璃的仿真方法研究[D];華南理工大學(xué);2011年

4 田亞峰;碳纖維水泥基復(fù)合材料導(dǎo)電性能研究[D];大連理工大學(xué);2010年

5 駱巍;直立式擋土墻地震破壞機(jī)理及抗震措施研究[D];大連理工大學(xué);2012年

6 陳光明;基于四種耐磨生物體表形貌的仿生結(jié)構(gòu)磨損行為離散元模擬[D];吉林大學(xué);2012年

7 陳宜楷;基于顆粒流離散元的尾礦庫壩體穩(wěn)定性分析[D];中南大學(xué);2012年

8 張凱;地下結(jié)構(gòu)多尺度分析[D];大連理工大學(xué);2013年

9 彭鈞;復(fù)雜地層盾構(gòu)刀具磨損控制技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2013年

10 劉川;巖土切削的離散元模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D];湘潭大學(xué);2012年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 唐志平;激光輻照下充壓柱殼失效的三維離散元模擬[J];爆炸與沖擊;2001年01期

2 顏怡霞,陳裕澤,陳剛,李思忠,黃西成;激光輻照下充內(nèi)壓柱殼動(dòng)態(tài)爆裂的數(shù)值模擬[J];爆炸與沖擊;2004年06期

3 王建華;胡大琳;白鵬翔;;橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn)應(yīng)變測(cè)量新技術(shù)[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2006年02期

4 曹炳政,羅奇峰,馬碩,劉晶波;神戶大開地鐵車站的地震反應(yīng)分析[J];地震工程與工程振動(dòng);2002年04期

5 李兆霞,李愛群,陳鴻天,郭力,周太全;大跨橋梁結(jié)構(gòu)以健康監(jiān)測(cè)和狀態(tài)評(píng)估為目標(biāo)的有限元模擬[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年05期

6 李兆霞;孫正華;郭力;陳鴻天;余洋;;結(jié)構(gòu)損傷一致多尺度模擬和分析方法[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年02期

7 雷建成;高孟潭;俞言祥;;四川及鄰區(qū)地震動(dòng)衰減關(guān)系[J];地震學(xué)報(bào);2007年05期

8 淡丹輝,何廣漢;基于靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量 橋梁結(jié)構(gòu)傳感器優(yōu)化布置法[J];工程設(shè)計(jì)CAD與智能建筑;2002年02期

9 譚冬蓮;肖汝誠;;橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜力應(yīng)變傳感器優(yōu)化配置方法[J];公路;2006年06期

10 劉麗萍,王應(yīng)良;南京長(zhǎng)江第二大橋南汊主橋流線形薄壁扁平鋼箱梁分析的新方法[J];公路交通科技;2004年07期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陳俊;黃曉明;;基于離散元方法的瀝青混凝土斷裂機(jī)理分析[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

2 ;[J];;年期

，

本文編號(hào)：1434386