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基于高阶双渐近透射边界的重力坝-层状地基动力相互作用分析

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地球物理学报 2019年第7期62卷 2582-2590页

作者：高毅超徐艳杰金峰华侨大学土木工程学院福建厦门361021 福建省结构工程与防灾重点实验室福建厦门361021 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

时域高阶双渐近透射边界能够同时模拟层状介质中行波和快衰波的传播,具有很高的计算精度和计算效率.本文将高阶双渐近透射边界推广应用到多层层状地基系统弹性波传播问题的模拟,采用广义特征值分解分析该透射边界的数值稳定性,通过移谱... 详细信息

时域高阶双渐近透射边界能够同时模拟层状介质中行波和快衰波的传播,具有很高的计算精度和计算效率.本文将高阶双渐近透射边界推广应用到多层层状地基系统弹性波传播问题的模拟,采用广义特征值分解分析该透射边界的数值稳定性,通过移谱法消除导致数值不稳定的虚假模态.将高阶双渐近透射边界以超单元的形式直接嵌入到近场有限元方程,建立了有限元-高阶双渐近透射边界时域耦合分析模型,并将其应用到重力坝-层状地基动力相互作用分析.数值算例分析结果表明,该时域耦合分析模型具有很高的精度和计算效率,适用于实际重力坝工程的地震响应分析.

关键词：重力坝透射边界层状地基双渐近比例边界有限单元法

动水压力波高阶双渐近时域平面透射边界Ⅱ:计算性能

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水利学报 2011年第7期42卷 986-994页

作者：王翔金峰清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为了阐明动水压力波高阶双渐近平面透射边界在时域内的计算性能,本文从时域求解、稳定性、收敛性、计算精度和计算效率等方面对其进行了研究和验证。为了提高计算效率,通过空间模态解耦将原时域高阶透射边界的求解转化为一系列单模态透... 详细信息

为了阐明动水压力波高阶双渐近平面透射边界在时域内的计算性能,本文从时域求解、稳定性、收敛性、计算精度和计算效率等方面对其进行了研究和验证。为了提高计算效率,通过空间模态解耦将原时域高阶透射边界的求解转化为一系列单模态透射边界的求解。常微分方程系数矩阵的广义特征值分析表明,本文发展的高阶双渐近边界是渐近稳定的。高阶双渐近边界的等价频域动力刚度表达的误差范数分析显示,连分式逼近的计算误差会随着阶数的增加迅速下降,计算结果快速收敛于准确解。刚性坝算例表明,在计算精度相当的情况下,高阶双渐近透射边界与远置Sommerfeld边界方法相比在计算效率上有数量级的提高,并且还具备长期计算误差发展稳定的特点。上述研究和验证算例揭示了本文发展的高阶双渐近时域平面透射边界所具备的优良计算性能,可以考虑将其进一步应用到大坝水库动力相互作用分析中。

关键词：透射边界双渐近动水压力高阶边界比例边界有限单元法

一种模拟弹性波在层状地基中传播的简化高阶双渐近透射边界

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中国科学：技术科学 2016年第5期46卷 527-534页

作者：高毅超徐艳杰金峰 SONG ChongMin 华侨大学土木工程学院厦门361021 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 Department of Civil and Environmental Engineering University of New South Wales Sydney 2052 Australia

在强烈地震作用下,层状地基与结构之间的动力相互作用将对结构的动力响应产生重大影响,其难点是模拟波动在无限层状地基中传播引起的辐射阻尼效应.基于比例边界有限单元法(SBFEM)构建的层状介质标量波高阶双渐近透射边界能够在全频范围... 详细信息

在强烈地震作用下,层状地基与结构之间的动力相互作用将对结构的动力响应产生重大影响,其难点是模拟波动在无限层状地基中传播引起的辐射阻尼效应.基于比例边界有限单元法(SBFEM)构建的层状介质标量波高阶双渐近透射边界能够在全频范围内快速收敛到准确解,具有很高的计算精度和计算效率,并且具有良好的数值稳定性.以二维水平等高层状地基为研究对象,将弹性动力学方程强行解耦得到两个独立的标量波方程,基于解耦的标量波方程构建了一种层状地基弹性波传播模拟的简化高阶双渐近透射边界.同标量波高阶双渐近透射边界一样,该透射边界具有良好的计算性能.数值算例结果表明,该透射边界对底部为固定边界条件的水平层状地基具有良好的模拟精度.

关键词：透射边界层状地基双渐近比例边界有限单元法

基于ABAQUS的动水压力波双渐近透射边界单元及应用

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振动与冲击 2019年第10期38卷 38-42,70页

作者：高毅超梅真华侨大学土木工程学院福建厦门361021 福建省结构工程与防灾重点实验室福建厦门361021

高阶双渐近透射边界能够在全频范围内迅速逼近准确解,具有很高的计算精度和计算效率。基于大型通用有限元软件ABAQUS提供的用户子程序接口UEL开发了动水压力波双渐近透射边界单元,实现了有限元-双渐近透射边界时域耦合分析模型。双渐近... 详细信息

高阶双渐近透射边界能够在全频范围内迅速逼近准确解,具有很高的计算精度和计算效率。基于大型通用有限元软件ABAQUS提供的用户子程序接口UEL开发了动水压力波双渐近透射边界单元,实现了有限元-双渐近透射边界时域耦合分析模型。双渐近透射边界单元的刚度矩阵和阻尼矩阵均为常矩阵,在分析计算中仅需计算一次,因此可以预先求解再读入ABAQUS以提高计算效率。通过数值算例验证了双渐近透射边界单元程序的正确性,并将其应用到大坝-库水动力相互作用分析。算例分析结果表明,双渐近透射边界单元具有良好的稳定性和计算精度,适用于实际大坝的地震响应分析。

关键词：动水压力透射边界 ABAQUS 双渐近

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具有内域的双层加筋圆柱壳动响应特性

力学学报 2014年第1期46卷 120-127页

作者：肖巍张阿漫汪玉哈尔滨工程大学船舶工程学院中国人民解放军92857部队

采用外域双渐近法模拟外部流体域,内域双渐近法模拟内部流体域,采用非线性有限元软件ABAQUS模拟结构,建立流固耦合数值模型并验证了其有效性.利用建立的数值模型研究内部流体对双层加筋圆柱壳动响应的影响.研究结果表明:一阶双渐近的解... 详细信息

采用外域双渐近法模拟外部流体域,内域双渐近法模拟内部流体域,采用非线性有限元软件ABAQUS模拟结构,建立流固耦合数值模型并验证了其有效性.利用建立的数值模型研究内部流体对双层加筋圆柱壳动响应的影响.研究结果表明:一阶双渐近的解在中后期振荡周期变短、幅值变小,而二阶双渐近的解与解析解吻合良好;内部流体的存在减弱了双层加筋圆柱壳外壳的塑性变形,对其内壳塑性变形的影响较小;内部流体的存在减弱了双层加筋圆柱壳的速度响应.

关键词：双渐近内域流固耦合水下爆炸动响应