基于FEM-SBFEM的坝-库水动力耦合简化分析方法

作     者：许贺 邹德高 孔宪京 XU He;ZOU De-gao;KONG Xian-jing

作者机构：大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学水利工程学院辽宁大连116024 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2019年第36卷第12期

页      面：37-43页

核心收录：

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0404905) 国家自然科学基金项目(51779034) 中央高校基本科研业务费资助项目(DUT19ZD216) 

主　　题：比例边界有限元 附加质量阵 面板堆石坝 坝-库水动力相互作用 动水压力 

摘      要：在坝-库水动力流固耦合分析中,比例边界有限元方法(SBFEM)仅需对流固交界面进行离散,就可以模拟半无限域库水,节省了节点自由度个数,具有较高效率。但采用数值方法处理动水压力时得到的附加质量阵为满阵,进行大规模的面板坝弹塑性动力分析时用于求解方程的时间较多。该文根据动水压力附加质量阵的物理意义与分布特点,提出了一种基于FEM-SBFEM的坝与库水的动力耦合简化计算方法,仅需提供一个保留系数β(0≤β≤1.0)即可实现不同程度的动水压力附加质量阵化简,简单易行;将其应用在面板坝与库水的动力弹塑性耦合计算中,建议了β的取值范围,在保证具有良好精度的前提下大幅提高了计算效率。