切口零件冲击破坏的SPH模拟

简要介绍了光滑粒子动力学方法的基本思想和基本方程，利用该方法编制程序对带长方形切口式样的冲击破坏过程进行了数值模拟。给出了用这种方法模拟三维冲击破坏的一个算例，并对有关问题进行相关的讨论。     

SPH方法后处理的新途径

重点研究并挖掘对化合物分子三维立体结构可视化显示软件RasMol的功能。在用实心球体粒子集合显示连续体,并提出了一套比较完整的基于Rasmol软件的光滑粒子流体动力学（SmoothedParticleHydrodynamics,简称SPH）后处理的新途径。为sPH和其它无网格方法的后处理问题提供可行的方法和新途径。     

高速碰撞问题的SPH方法模拟

给出了全应力张量空间中的光滑粒子流体动力学方法插值公式，利用该方法编制程序对高速碰撞问题进行了数据模拟，给出了正碰撞和斜碰撞2个算例，得到了合理的模拟结果。表明该方法可以运用于冲击力学问题的数值模拟计算。     

对几种SPH方法的对比研究

用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,简称SPH)方法对函数及其一阶和二阶空间导数核近似进行了详细研究.讨论了几种SPH方法的计算思路,给出了一维、二维和三维情况下分别用CSPH(Corrective SPH)、MSPH(Modified SPH)、SSPH(symmetric SPH)方法,对函数及其一阶和二阶空间导数进行核近似的计算方法,通过一维和二维数值算例,对四种不同的SPH方法进行了比较和误差分析,结果表明MSPH和SSPH方法极大地提高了边界处的精度而且SSPH方法的误差最小.     

基于SPH方法的阶梯流数值模型

针对阶梯流在实验研究方面的不足,为了更好地研究复杂阶梯流动力学规律,利用光滑粒子流体动力学方法(SPH)构建了阶梯流数值计算模型。该文模型对SPH方法的一种固壁边界处理方法进行了改进,改进的边界处理方法能对固壁边界施加的斥力进行动态修正从而减少边界扰动,还引入了动态加入水粒子的水泵模型来模拟阶梯流实验中的水泵注水过程。以验证模型可靠性,基于建立的模型对Ishigaki实验场景进行了模拟分析。结果表明:定性上,模拟水流呈现出较好的阶梯流流态;定量上,模拟结果与Ishigaki实验数据整体上比较吻合。     

基于SPH方法与GPU并行计算的阶梯流数值模拟

为了更好地模拟分析地下空间阶梯流动力学规律和提升数值计算效率,本文利用光滑粒子流体动力学方法(SPH)并借助GPU并行计算技术对地下空间阶梯流进行数值建模和计算。基于GPU并行化加速的SPH地下空间阶梯流模型的数值计算结果表明：该模型不仅计算获得较好的阶梯流流态,而且计算效率大幅度提高,比串行SPH模型和移动粒子半隐方法(MPS)模型快数百倍,这为研究大尺度城市街区洪水提供了一个比较有前景的研究途径。     

基于SPH方法的不同材质射流毁伤性能研究

为研究不同材质射流的毁伤性能,使用AUTODYN有限元软件,采用光滑粒子流体动力学（SPH）方法对Cu、PTFE、PTFE-Cu三种材料药型罩形成射流的成型及侵彻靶板过程进行了数值仿真,并通过实验进行验证.研究结果表明:Cu材料药型罩在爆轰波的作用下形成凝聚的射流,而PTFE和PTFE-Cu材料药型罩则形成飞散的粒子流;三种材料射流侵彻靶板过程中,Cu射流头部速度最低,侵彻深度最深,开孔最小;PTFE粒子流头部速度最高,侵彻深度最浅,开孔大小居中;PTFE-Cu射流的头部速度和侵彻深度都居中,而开孔最大;PTFE-Cu射流克服了PTFE射流侵彻性能不足的缺点,其开孔能力较之铜射流有所提高.      

SPH方法在溃坝数值模拟中的应用

光滑粒子流体动力学(SPH)方法是一种纯拉格朗日无网格方法,适用于模拟波浪破碎、高速水流、高速冲击碰撞等瞬时极大变形的问题。介绍了SPH方法的基本原理、核函数及离散格式的控制方程、边界处理方法等,建立了数值水槽模型,验证了模型的有效性。应用SPH方法模拟了二维溃坝问题,考虑了添加无孔障碍物和有孔障碍物的2种情形,将模拟得到的结果进行对比分析。结果表明,SPH方法能够很好地捕捉流体自由面变形、飞溅及融合现象,在一定程度上有孔障碍物有更好的消能效果。     

基于SPH方法的鸟撞飞机风挡的数值模拟

风挡抗鸟撞是飞机安全飞行的重要保证.文中基于飞机圆弧风挡受鸟体撞击的实验观察,建立了国产某型军用飞机圆弧风挡及鸟体的有限元分析模型,利用光滑粒子流体动力学法(SPH)耦合有限元法对圆弧风挡受鸟撞击的过程进行了数值模拟,计算得到风挡结构的变形、位移、应变、撞击力、应力、临界撞速、发生破坏的可能位置及其破坏方式等几方面的数据,并考察了SPH粒子疏密对计算结果的影响.研究表明,数值模拟结果与实验结果基本吻合;鸟撞整个过程约4ms,撞击中点、前1/3处和后1/3处,风挡发生破坏(包括安全破坏)的临界撞速分别约为(540±5)、(600±5)和(470±5)km/h;鸟撞过程中,风挡的位移与其厚度是同一量级,风挡的最大应变已达到10~(-2)量级;风挡首先发生破坏的位置在后弧框附近,然后向与风挡中线成45°角的方向发展;SPH粒子数越多,鸟体变形模态越好.     

修正变光滑长度SPH方法及其应用

提出了修正的变光滑长度SPH方法及其算法实现.与传统变光滑长度SPH法相比,新方程组基于对称形式核函数近似,并从根本上考虑了变光滑长度影响.方程组中,密度演化方程与变光滑长度方程隐式关联;而SPH动量方程和能量方程在Springel提出的全守恒SPH方程组基础上,改进其分散核近似形式为对称核近似形式得到.由于新方程组密度演化方程和变光滑长度方程隐式耦合,采用迭代求解密度演化方程和变光滑长度方程,显式求解SPH动量方程和能量方程的办法,迭代过程增加的计算量相对很少.给出了2个一维激波管算例和二维 Sedov算例来验证方法的有效性.结果表明,新方法很好地解决了传统SPH法中变光滑长度影响,特别是在模拟二维 Sedov问题时新方法能得到比Springel方法更准确的压强峰值位置,中心压强也更接近理论值.特别适合模拟爆炸与冲击、大变形大扭曲等密度和光滑长度变化剧烈的问题.     

冲孔灌注桩施工对既有桥梁桩基的动力影响分析

桥梁桩基冲孔施工引起的振动效应对周围既有桥梁及建筑物的振动影响是目前人们关注的问题.结合工程实例,建立了冲孔灌注桩施工对既有桥梁桩基影响的分析模型,研究了冲孔灌注桩施工过程中不同水平方向的冲击荷载、冲击荷载距离、深度和大小以及土层分布等因素对邻近桩基受力变形的影响,得出一些有益结论,可供工程施工参考.     

SPH和FEM耦合方法分析机翼前缘鸟撞的响应问题

鸟体的强度远比铝合金小,鸟体在撞击过程中表现强烈的流体流动性.介绍利用PAM-CRASH软件,采用SPH(Smooth Particle Hydrodynamics)和FEM耦合技术分析鸟撞机翼前缘问题.通过将鸟体离散成光滑粒子(SPH)单元,并且采用铆钉连接单元简化蒙皮和肋板的铆钉连接,准确分析了鸟撞动态特性.SPH方法在鸟撞仿真中,克服了网格稳定性问题,并能有效分析鸟体的飞散现象.     

SPH方法与Height Field方法相结合实现的水体的实时仿真

提出了一种基于能量守恒的SPH水体与height field水面交互的算法,着重解决了SPH水体与高度场水面之间交互时的快速渲染问题.     

基于两阶段法地铁盾构开挖对邻近桩基影响分析

在两阶段分析法的基础上,根据Winkler地基模型的理论将桩体划分成若干段长度相等的微元体,按照承载桩竖向荷载传递规律,并考虑桩体的端承作用,提出一种计算盾构隧道开挖对邻近桩基影响的理论方法.通过计算表明,桩体的沉降随桩基埋深变化较小,附加轴力随桩基埋深呈先增大后减小的趋势,最大附加轴力发生在隧道轴线附近.并将结果与Klar使用的变形微分方程的计算结果进行比较,验证了此方法的准确性.此外,桩基的附加轴力和沉降随水平距离的增大而急剧减小,当水平距离超过4R时,隧道开挖对桩基的影响可以忽略.     

堆载滑动对桥墩与桩基础的影响分析

针对处于陡坡地段的某公路大桥桥梁桩基偏位问题,通过数值计算结果与现场实测偏位值的对比分析,用位移法计算得到堆载滑动前后桥梁桩基的侧向偏位与内力(弯矩和剪力)分布情况,并提出了合理的治理措施。研究结果表明,堆载滑动是影响桥梁安全性的主要因素,滑动后桥墩偏位和内力显著增加;堆载大小对桩身偏位和内力分布影响较大,位移和内力随堆载增加而增大且呈非线性增大;桩基在系梁处存在受力不利区域,桩身内力均在系梁处发生较大突变;实际中,应避免对桥梁桩基的大面积堆载,以免堆载滑动对桥梁产生破坏。     

公路桥梁混凝土灌注桩质量判定方法

针对公路桥梁下部灌注桩的缺陷，围绕桩基质量监督问题，从人工挖孔桩强风化岩承栽力的判定、中微风化岩承栽力判定、桩身混凝土质量判定几个方面进行了探讨，并提出桩基质量的判定方法。     

基于K-PSO聚类算法和熵值法的滑坡敏感性

引入K-PSO聚类算法和熵值法,建立滑坡敏感性分析模型.选取旭龙水电站库区22处典型滑坡作为研究对象,确定8个主要影响因子:岩体结构、斜坡结构、断层距离、变形迹象、坡体高度、平均坡度、诱发地震、淹没比例.利用熵值法确定影响因子权重值分别为0.152,0.178,0.035,0.106,0.106,0.169,0.193和0.061.采用K-PSO算法对滑坡进行敏感性划分,结果表明,该库区22处滑坡有8处为轻度敏感,9处为中度敏感,4处为重度敏感和1处极度敏感.将评价结果与现场实际调查情况对比分析知,22处滑坡的敏感度水平与现场实际发育情况具有较好的一致性,该方法对旭龙水电站库区滑坡敏感性评价具有良好的指导作用.     

基于传递系数法的边坡稳定分析及其治理

分析了某滑坡体的形成机制,运用传递系数法和有限元法对滑坡体进行了稳定性计算,根据计算结果提出了治理措施,从中获得了宝贵的经验和教训.此结果不仅可为滑坡治理设计提供了依据,也对制定类似滑坡治理方案提供了参考.