基于无网格界面模拟方法的面板坝防渗体跨尺度分析

作     者：邹德高 龚瑾 孔宪京 刘京茂 屈永倩 ZOU Degao;GONG Jin;KONG Xianjing;LIU Jingmao;QU Yongqian

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

出 版 物：《水利学报》 (Journal of Hydraulic Engineering)

年 卷 期：2019年第50卷第12期

页      面：1446-1453,1466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(2017YFC0404904) 国家自然科学基金项目(51779034) 中央高校基本科研业务费(DUT19ZD216) 

主　　题：非点对点界面 无网格法 跨尺度分析 RPIM 面板堆石坝 

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。