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粘弹性人工边界的虚位移原理

工程力学 2013年第1期30卷 168-174页

作者：马怀发王立涛陈厚群中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

该文将结构及其近场地基作为动力平衡系统,将在人工边界上的波动分解为自由波和散射波,并将输入地震波动转化为作用于人工边界上的等效荷载以实现波动输入。基于以上假设通过分析结构及其近场地基系统的动力平衡关系和自由场的传播机制... 详细信息

该文将结构及其近场地基作为动力平衡系统,将在人工边界上的波动分解为自由波和散射波,并将输入地震波动转化为作用于人工边界上的等效荷载以实现波动输入。基于以上假设通过分析结构及其近场地基系统的动力平衡关系和自由场的传播机制,给出了自由场的位移表达式、速度表达式,以及在人工边界上由自由场产生的等效荷载一般表达形式,最后建立了粘弹性人工边界统一的动力学积分弱解形式,同时基于有限元程序自动生成系统(FEPG)开发了粘弹性边界条件元件程序。经过计算验证:该文建立的具有粘弹性人工边界的动力学问题的积分弱解方程粘弹性边界条件元件程序可靠、正确。利用这些元件程序,在前处理中可像加位移或应力边界条件一样简便快捷地施加粘弹性边界条件。

关键词：有限元法粘弹性人工边界虚位移原理粘弹性边界元件程序半空间自由波场散射场

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粘弹性人工边界及其在盆地地震效应研究中的应用

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世界地震工程 2013年第4期29卷 133-140页

作者：包锐周叮刘伟庆王曙光杜东升南京工业大学土木工程学院江苏南京210009

利用波动理论推导了粘弹性人工边界上地震动的输入公式,并将其应用于盆地的地震效应研究。基于ABAQUS有限元分析软件对内源及外源的波动算例进行了计算,数值模拟结果与理论解进行了对比,验证了粘弹性人工边界及其上地震动输入方法的合... 详细信息

利用波动理论推导了粘弹性人工边界上地震动的输入公式,并将其应用于盆地的地震效应研究。基于ABAQUS有限元分析软件对内源及外源的波动算例进行了计算,数值模拟结果与理论解进行了对比,验证了粘弹性人工边界及其上地震动输入方法的合理性与正确性。在此基础上,将其应用于盆地地震效应的数值分析,准确模拟了自由成层场地的地表位移及盆地效应的基本趋势,得出了盆地倾斜角度与盆地内覆土层性能对盆地效应的影响规律。结果表明,使用粘弹性人工边界及其上地震动输入模拟复杂场地的地震效应具有较强的适用性及准确性,分析结果可供类问题的研究。

关键词：粘弹性人工边界地震动输入数值模拟盆地地震效应

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一致粘弹性人工边界及粘弹性边界单元

岩土工程学报 2006年第9期28卷 1070-1075页

作者：刘晶波谷音杜义欣清华大学土木工程系北京100084

提出了一致粘弹性人工边界及粘弹性人工边界单元的概念,推导了二维一致粘弹性人工边界单元刚度及阻尼矩阵,并在其基础上使用矩阵等效原理实现了采用普通有限单元模拟的二维粘弹性边界单元。均匀半空间算例与成层半空间算例验证了粘弹性... 详细信息

提出了一致粘弹性人工边界及粘弹性人工边界单元的概念,推导了二维一致粘弹性人工边界单元刚度及阻尼矩阵,并在其基础上使用矩阵等效原理实现了采用普通有限单元模拟的二维粘弹性边界单元。均匀半空间算例与成层半空间算例验证了粘弹性边界单元具有与集中粘弹性人工边界相同的精度,并且实施更为简便。

关键词：粘弹性人工边界人工边界单元有限元成层半空间结构-地基动力相互作用

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粘弹性人工边界在地震工程中应用研究综述

地震研究 2016年第1期39卷 137-142,182页

作者：陈宝魁王东升成虎大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024 大连海事大学道路与桥梁工程研究所辽宁大连116026

介绍粘弹性人工边界在结构-地基动力相互作用等问题中应用的研究现状。重点叙述了粘弹性人工边界在有限元计算中的实现方法及其在地震工程中的应用。粘弹性人工边界方法具有方便实现、计算精度高、稳定性强等优点,是解决近场波动问题的... 详细信息

介绍粘弹性人工边界在结构-地基动力相互作用等问题中应用的研究现状。重点叙述了粘弹性人工边界在有限元计算中的实现方法及其在地震工程中的应用。粘弹性人工边界方法具有方便实现、计算精度高、稳定性强等优点,是解决近场波动问题的一种重要手段。随着粘弹性人工边界理论及其在有限元软件中的应用日渐成熟,其在工程抗震分析等方面将具有广阔的应用前景。

关键词：粘弹性人工边界地震工程结构-地基动力相互作用近场波动

基于粘弹性人工边界的核电工程地基动力阻抗分析

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核动力工程 2014年第2期35卷 67-70页

作者：李忠诚凡红深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518057

设置人工边界是采用3D有限元技术实现复杂地基抗震分析的有效手段。采用Fortran语言开发大型有限元程序ANSYS的接口程序,实现粘弹性人工边界的设置及等效荷载的施加。采用经典数值算例对粘弹性人工边界及波动输入程序的可用性进行验证,... 详细信息

设置人工边界是采用3D有限元技术实现复杂地基抗震分析的有效手段。采用Fortran语言开发大型有限元程序ANSYS的接口程序,实现粘弹性人工边界的设置及等效荷载的施加。采用经典数值算例对粘弹性人工边界及波动输入程序的可用性进行验证,其求解效率和计算精度均较理想。将该方法和程序应用到核电场复杂地基动力阻抗分析中,并将计算结果与成熟的通用程序计算结果进行对比。

关键词：粘弹性人工边界波动输入 ANSYS 核电工程地基阻抗

三维一致粘弹性人工边界及等效粘弹性边界单元

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工程力学 2007年第12期24卷 31-37页

作者：谷音刘晶波杜义欣福州大学土木工程学院福州350002 清华大学土木工程系北京100084

基于粘弹性人工边界推导了三维一致粘弹性人工边界单元的刚度及阻尼矩阵,利用单元矩阵等效原理采用普通有限单元构造了等效粘弹性边界单元来模拟三维粘弹性边界。均匀半空间算例与成层半空间算例证明三维粘弹性边界单元具有与集中粘弹... 详细信息

基于粘弹性人工边界推导了三维一致粘弹性人工边界单元的刚度及阻尼矩阵,利用单元矩阵等效原理采用普通有限单元构造了等效粘弹性边界单元来模拟三维粘弹性边界。均匀半空间算例与成层半空间算例证明三维粘弹性边界单元具有与集中粘弹性人工边界相近的精度,并且施加更为简便。

关键词：波动粘弹性人工边界三维有限元模型人工边界单元成层半空间结构-地基动力相互作用

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波动问题中的三维时域粘弹性人工边界

工程力学 2005年第6期22卷 46-51页

作者：刘晶波王振宇杜修力杜义欣清华大学土木工程系北京100084 北京工业大学北京100022

应用弹性波动理论,发展了实现波动直接模拟的三维时域粘弹性人工边界。首先基于三维波动方程推导了三维粘弹性人工边界的法向与切向边界方程,然后研究了时域粘弹性人工边界的数值模拟技术,最后通过典型的波动问题算例证明了给出的三维... 详细信息

应用弹性波动理论,发展了实现波动直接模拟的三维时域粘弹性人工边界。首先基于三维波动方程推导了三维粘弹性人工边界的法向与切向边界方程,然后研究了时域粘弹性人工边界的数值模拟技术,最后通过典型的波动问题算例证明了给出的三维人工边界具有较高精度,可以方便地应用于三维波动问题的模拟分析。

关键词：波动粘弹性人工边界三维介质时域无限域

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粘弹性人工边界ABAQUS二次开发及应用

地下空间与工程学报 2012年第3期8卷 526-529页

作者：陈震徐远杰华北水利水电学院土木与交通学院郑州450011 武汉大学土木建筑工程学院武汉430072

在地震作用下,采用无质量固定边界模型会引入不真实的反射地震波,无法模拟地震波的远域能量逸散效应。基于波动理论及ABAQUS有限元软件二次开发功能实现了粘弹性单元的开发和外源波动的输入。采用粘弹性人工边界模拟地震波外源波动的远... 详细信息

在地震作用下,采用无质量固定边界模型会引入不真实的反射地震波,无法模拟地震波的远域能量逸散效应。基于波动理论及ABAQUS有限元软件二次开发功能实现了粘弹性单元的开发和外源波动的输入。采用粘弹性人工边界模拟地震波外源波动的远域能量逸散效应,并与固定边界模型计算结果比较。数值模拟结果表明粘弹性人工边界计算结果更接近地震波的真实传播。开发的粘弹性人工边界单元提高了ABAQUS的适用性,对促进大型或复杂工程的粘弹性人工边界波动分析具有潜在的应用价值。

关键词：波动理论固定边界粘弹性人工边界二次开发外源波动数值模拟

粘弹性人工边界在ABAQUS中的实现及应用

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水电能源科学 2010年第7期28卷 82-84,145页

作者：梅魁孟凡深洛阳理工学院土木工程系河南洛阳471023

基于柱面波理论的二维时域人工边界,建立了人工边界点相对于散射波源的局部坐标系下的等效物理系统,利用人工边界点局部坐标系与整体坐标系的转换矩阵,推导了整体坐标下人工边界的等效物理参数,并考虑边界点与散射波源的距离变化,利用... 详细信息

基于柱面波理论的二维时域人工边界,建立了人工边界点相对于散射波源的局部坐标系下的等效物理系统,利用人工边界点局部坐标系与整体坐标系的转换矩阵,推导了整体坐标下人工边界的等效物理参数,并考虑边界点与散射波源的距离变化,利用该等效物理系统模拟人工边界的散射效应,二维均匀半空间算例验证该法可减弱边界几何形状的影响,且具有较好的精度和适用性。应用该法探讨了不同地基刚度对重力坝非线性开裂损伤的影响,结果表明,地基弹性模量越小,人工边界散射的能量越多,开裂损伤的范围就越小。

关键词：粘弹性人工边界 ABAQUS Application 局部坐标系边界点物理系统散射效应开裂损伤地基弹性模量均匀半空间转换矩阵系统模拟物理参数面波理论几何形状二维时域地基刚度波源重力坝适用性