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土中爆炸作用下箱涵动力响应的SPH-FE耦合分析

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爆炸与冲击 2012年第5期32卷 551-556页

作者：崔溦宋慧芳张社荣天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

采用SPH与FE耦合的数值分析技术,SPH法用于模拟爆破近域土体,FE法用于模拟远场土体和钢筋混凝土箱涵,研究了土中爆炸作用下钢筋混凝土箱涵的动力响应。研究结果表明:箱涵损伤区域及损伤程度与土中爆炸位置密切相关;不同爆炸位置下箱涵... 详细信息

采用SPH与FE耦合的数值分析技术,SPH法用于模拟爆破近域土体,FE法用于模拟远场土体和钢筋混凝土箱涵,研究了土中爆炸作用下钢筋混凝土箱涵的动力响应。研究结果表明:箱涵损伤区域及损伤程度与土中爆炸位置密切相关;不同爆炸位置下箱涵受力和变形规律存在较大差异,尤其是边墙中间位置,受土体变形流动影响,爆炸位置的不同会引起明显的二次加载和拉压变化。SPH与FE耦合分析技术可以满足土中爆炸对结构物影响问题的计算效率和工程分析要求。

关键词：爆炸力学动力响应 SPH-FEM耦合方法箱涵土中爆炸

自密实混凝土粗骨料运动及静态离析的CFD数值模拟

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建筑材料学报 2021年第1期24卷 39-44页

作者：崔溦孟苗苗宋慧芳天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350

采用移动刚体(GMO)方法,将新拌自密实混凝土(SCC)视为粗骨料与砂浆相混合的两相固液介质,对粗骨料运动及静态离析现象进行计算流体力学(CFD)数值模拟.分析了砂浆的屈服应力和塑性黏度对粗骨料运动过程的影响,研究了3种级配的SCC中粗骨... 详细信息

采用移动刚体(GMO)方法,将新拌自密实混凝土(SCC)视为粗骨料与砂浆相混合的两相固液介质,对粗骨料运动及静态离析现象进行计算流体力学(CFD)数值模拟.分析了砂浆的屈服应力和塑性黏度对粗骨料运动过程的影响,研究了3种级配的SCC中粗骨料在砂浆中的运动行为.结果表明:砂浆的屈服应力对SCC静态离析具有显著影响,而砂浆的塑性黏度对其影响不大;虽然不同的骨料级配在相同条件下的离析行为不尽相同,但仍体现出一定的规律性,其中大粒径骨料含量较少、小粒径骨料含量较多的级配相对稳定.

关键词：自密实混凝土离析骨料随机建模砂浆流变性级配

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冲击荷载下大型箱涵输水安全性的数值分析

振动与冲击 2012年第22期31卷 188-192页

作者：崔溦宋慧芳张社荣天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

冲击荷载对大型箱涵输水安全的影响是工程界关注的重要问题,其研究涉及到冲击荷载传播、土—结构物—水相互作用等诸多方面。采用数值分析技术,土与箱涵之间设置接触面单元,水体采用任意拉格朗日欧拉法描述,采用罚方法模拟水与箱涵相互... 详细信息

冲击荷载对大型箱涵输水安全的影响是工程界关注的重要问题,其研究涉及到冲击荷载传播、土—结构物—水相互作用等诸多方面。采用数值分析技术,土与箱涵之间设置接触面单元,水体采用任意拉格朗日欧拉法描述,采用罚方法模拟水与箱涵相互作用,研究了爆炸冲击荷载对大型箱涵输水安全性的影响。研究结果表明:ALE法可以较好揭示土中爆破对输水情况下钢筋混凝土结构物的影响;输水情况下水体能传递荷载到箱涵中墙上,并缓冲冲击荷载对边墙的过大影响,可改善结构整体安全性;有压输水情况对结构物安全影响最为明显。

关键词：大型箱涵爆炸数值分析水与结构物相互作用任意拉格朗日欧拉法输水安全

考虑水化度对热学参数影响的早期混凝土温度场分析

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东南大学学报（自然科学版） 2015年第4期45卷 792-798页

作者：崔溦吴甲一宋慧芳天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

为了更加准确地模拟早期混凝土的温度场,通过试验研究了早期混凝土温度的变化规律,同时基于ABAQUS二次开发平台,考虑早期混凝土热学参数(导热系数和比热容)随水化度的变化规律,开发了温度场子程序UMATHT和用于模拟温度场第3类边界条件的... 详细信息

为了更加准确地模拟早期混凝土的温度场,通过试验研究了早期混凝土温度的变化规律,同时基于ABAQUS二次开发平台,考虑早期混凝土热学参数(导热系数和比热容)随水化度的变化规律,开发了温度场子程序UMATHT和用于模拟温度场第3类边界条件的FILM子程序.在此基础上,采用不同的温度场计算模型对试验进行数值模拟,通过实验结果与数值模拟结果的对比得出:考虑比热容及导热系数随水化度的变化过程,数值模拟结果与实测值基本一致,最大误差控制在1.5%以内,达到温度峰值的时间误差控制在0.5 h以内;当不考虑这2个参数随水化过程的变化,数值模拟与实测值存在较大误差,峰值温度误差均在4.6℃以上,达到峰值温度的时间均延长5 h以上.因此在对早期混凝土的温度场分析时有必要考虑导热系数和比热容随水化度的变化.

关键词：早期混凝土热学参数水化度二次开发温度场

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糯扎渡水电站进水口分层取水数值模拟研究

水力发电学报 2010年第6期29卷 132-137页

作者：高学平李妍宋慧芳天津大学建工学院天津300072

为减免水电站下泄低温水对下游河段生态环境的影响,糯扎渡水电站进水口拟采用分层取水方案。结合糯扎渡水电站进水口两种取水方案(双层取水方案和多层取水叠梁门方案),采用k-ε紊流模型对不同形式进水口的水力学特性进行了三维数值模拟... 详细信息

为减免水电站下泄低温水对下游河段生态环境的影响,糯扎渡水电站进水口拟采用分层取水方案。结合糯扎渡水电站进水口两种取水方案(双层取水方案和多层取水叠梁门方案),采用k-ε紊流模型对不同形式进水口的水力学特性进行了三维数值模拟,在进水口水头损失、流速分布以及流态等方面进行了分析和比较,从水力学方面论证了分层取水方案的可行性。数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证。

关键词：环境水力学糯扎渡水电站多层进水口 k-ε紊流模型水头损失流速分布流态

基于非局部微平面模型M7的混凝土非线性有限元分析

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建筑结构学报 2017年第2期38卷 126-133页

作者：崔溦杨娜娜宋慧芳天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

混凝土作为多相复合材料,其力学行为复杂多样,结构响应具有明显非线性,采用宏观本构模型精确描述存在较大难度。基于微观水平的混凝土本构模型——微平面模型M7,通过二次开发接口,将其嵌入具有较强非线性分析能力的通用有限元程序ABAQUS... 详细信息

混凝土作为多相复合材料,其力学行为复杂多样,结构响应具有明显非线性,采用宏观本构模型精确描述存在较大难度。基于微观水平的混凝土本构模型——微平面模型M7,通过二次开发接口,将其嵌入具有较强非线性分析能力的通用有限元程序ABAQUS,对混凝土单轴压缩及拉伸、三轴压缩进行了模拟分析,通过与相关试验结果比较,验证了基于微平面模型子程序的有效性;为规避应变局部化引起的网格敏感性问题,将非局部理论引入微平面模型,研究了混凝土矩形面板与三点弯曲梁的应变软化问题。结果表明:微平面模型M7能够较好地模拟混凝土应力-应变全曲线过程,及多种应力状态下的力学行为;结合非局部理论的非局部微平面模型用于混凝土结构的有限元分析,不存在网格依赖性问题,能够给出合理的结构应变软化局部化响应,数值模拟结果合理可靠。

关键词：微平面模型M7 非局部理论二次开发应变软化网格敏感性混凝土本构模型

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爆炸荷载作用下土中爆坑形成的数值模拟

岩土力学 2011年第8期32卷 2523-2528页

作者：崔溦宋慧芳张社荣闫澍旺天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

利用爆破产生能量可进行软基处理,但不同药量、不同药包埋设深度下爆坑形态和土体属性变化会存在差异。采用基于欧拉法的爆炸流体动力学数值模拟技术对土中爆破问题进行了分析,结果表明,最终爆坑形态与已有试验成果具有较好一致性;爆坑... 详细信息

利用爆破产生能量可进行软基处理,但不同药量、不同药包埋设深度下爆坑形态和土体属性变化会存在差异。采用基于欧拉法的爆炸流体动力学数值模拟技术对土中爆破问题进行了分析,结果表明,最终爆坑形态与已有试验成果具有较好一致性;爆坑直径与药量和埋药深度存在一定的非线性关系;爆炸荷载在近域传播与冲击波类似,随着远离药包中心,则表现为应力波特征;随埋药深度增加,爆破挤密效果明显,但浅层爆破对土体挤密效果有限。

关键词：爆炸力学数值模拟爆坑挤密

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侧式进／出水口水流运动三维数值模拟

天津大学学报 2006年第5期39卷 518-522页

作者：高学平叶飞宋慧芳天津大学建筑工程学院天津300072

采用Realizable k-ε双方程紊流模型对侧式进／出水口水流运动进行数值模拟,研究了体型对进／出水口水头损失和孔口附近流态的影响,指出了扩散段水平扩散角和整流段长度对水头损失和孔口流态的决定作用．最后给出进流工况自由水面随库... 详细信息

采用Realizable k-ε双方程紊流模型对侧式进／出水口水流运动进行数值模拟,研究了体型对进／出水口水头损失和孔口附近流态的影响,指出了扩散段水平扩散角和整流段长度对水头损失和孔口流态的决定作用．最后给出进流工况自由水面随库水位变化情况．计算结果和试验结果基本吻合．

关键词：抽水蓄能电站侧式进/出水口 Realizable κ-ε紊流模型

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大型水电站分层取水叠梁门的脉动压力特性

天津大学学报 2011年第1期44卷 57-63页

作者：宋慧芳高学平张磊天津大学建筑工程学院天津300072

为减少下泄低温水对下游生态环境的影响,某水电站进水口拟采取叠梁门分层取水方式.由于过流方式不同,叠梁门与普通平板闸门在荷载特性上存在明显差别.通过模型试验对进水口叠梁门的脉动压力进行测量,结合数值模拟结果,分析了叠梁门上脉... 详细信息

为减少下泄低温水对下游生态环境的影响,某水电站进水口拟采取叠梁门分层取水方式.由于过流方式不同,叠梁门与普通平板闸门在荷载特性上存在明显差别.通过模型试验对进水口叠梁门的脉动压力进行测量,结合数值模拟结果,分析了叠梁门上脉动压力的分布规律及荷载特性.结果表明:在所有工况下,作用在叠梁门不同部位的脉动压力特性不同,但均在叠梁门下游侧底部出现了较大的脉动压力;叠梁门下游侧底部大漩涡产生的脉动压力是诱发叠梁门流激振动的主要激振力.提出了一种针对叠梁门顶部过流计算激振力的简易方法,可供工程设计参考使用.

关键词：分层取水叠梁门脉动压力模型试验数值模拟