基于图像四叉树网格的结构动力响应分析

利用Matlab内置函数imread和qtdecomp实现图像的读取并对图像进行四叉树分解,以图像表示结构的几何信息和材料信息对结构进行四叉树网格划分,不同材料的分区用图像的颜色(像素)表征,在结构的边界附近引进单元切割技术,将正方形单元切割成任意多边形以适应结构实际几何边界,并与比例边界有限元法相结合进行结构动力计算.基于该方法对双材料板进行动力分析,并与ABAQUS有限元计算结果进行了对比,结果取得了较好的一致;再对某重力坝的地震响应进行计算,并对重力坝关键部位的位移和应力响应与ABAQUS有限元结果进行了比较,二者也取得了较好的一致.本文方法生成的网格单元数和结点数只有同精度有限元模型的40%左右,极大地提高了计算效率,基于图像四叉树网格与SBFEM相结合为结构分析提供了一种新的途径.     

地基与库水模型对重力坝地震响应的影响研究

采用有限元法构建了一种较为综合的重力坝-地基-库水系统地震响应分析模型.其中,采用黏弹性边界模拟无限坝基,采用等效荷载法实现地震动输入;采用声学单元及无反射边界条件模拟坝-库动力相互作用.以第十五届国际大坝数值分析标准算例研讨会主题A中的Pine Flat重力坝为例研究了该模型的计算精度.以黄登混凝土重力坝12号挡水坝...     

袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动预测模型

为了满足宽频域下阻尼密封转子动力特性的计算要求,针对单频涡动模型计算量大的问题,提出了采用动网格技术和非定常数值方法来预测袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动模型.以转子多频单向涡动位移作为激励信号,采用非定常方法和动网格技术进行了三维ReynoldsAveraged Navier-Stokes (RANS)方程的数值求解,从而获得了袋型阻尼密封的瞬时流体激振力.通过快速傅里叶变换,在频域内计算了10个频率的8个转子动力特性系数,并与实验值进行了比较.结果表明:数值计算得到的袋型阻尼密封转子动力特性系数与实验值吻合良好,从而验证了基于多频单向涡动模型的数值方法能够可靠预测袋型阻尼密封转子动力特性.     

基于DDA和FEM耦合方法的碾压混凝土坝抗震安全性分析

应用非连续变形分析(DDA)和FEM耦合方法研究了碾压混凝土重力坝的动力反应．研究了DDA与FEM耦合算法以及四边形网格自动生成算法，开发了DDA与FEM耦合算法分析程序，并对一碾压混凝土重力坝的动力特性和抗震安全性以及不同的地震动输入对坝体破坏形式的影响进行了详细计算．结果表明：(1)在静力荷载和设计地震动作用下，大坝混凝土各层面保持很好的连续性和整体性，大坝是稳定的、安全的；(2)碾压混凝土大坝的破坏一般发生在上部，由于坝体上部的碾压层面出现张开、滑移等现象．引起层面的抗滑能力下降，最终导致大坝破坏；(3)不同的地震动输入对大坝的动力反应和破坏形态有很大的影响．     

混凝土重力坝接触爆炸的响应及破坏特性分析

运用显式非线性动力分析程序LS-DYNA模拟正常蓄水位及空库条件下混凝土重力坝接触爆炸.考虑爆炸荷载作用下混凝土的高应变率的影响,采用HJC(HolmquistJohnson-Cook)本构模型模拟坝体混凝土的损伤破坏及塑性变形的破坏特性.首先构建炸药-空气-水-混凝土试块模型并对其进行了模型验证.然后构建炸药-空气-库水-坝体-地基之间的动态全耦合模型,并对正常蓄水位与空库条件下TNT炸药接触爆炸的大坝动态响应及破坏特征进行了分析.研究结果表明:运用该方法研究混凝土重力坝水下接触爆炸引起的结构动力响应问题,具有稳定的可靠性,弥补了试验研究的不足.正常蓄水位下,在上游布置炸点对坝体的动力响应及损伤程度影响更大,因此在研究大坝抗爆性能时,应重点关注正常蓄水位条件下大坝上游侧炸点水下接触爆炸时大坝的破坏特性.     

基于随机元重力坝动力荷载法动力可靠度分析

根据《水工建筑物抗震设计规范》ＳＤＪ１０－７８，提出一种计算混凝土重力坝动力可靠度的动力荷载法，阐述了混凝土重力坝动力可靠度分析的基本原理。通过实例计算，对条件概率可靠指标与全概率可靠指标进行了比较。动力荷载法为混凝土重力坝抗震动力可靠度分析提供了新的思路，它是传统规范方法和现代有限元方法的统一，便于在工程界推广应用。     

基于ADINA的重力坝流固耦合动力特性分析

主要探讨了固体与水体相互作用下的动力特性。首先进行纯固体结构的自重以及频域计算,其次结合Westergarrd理论方法,采用ADINA-FSI方法完成重力坝的全流构耦合计算研究。探究了水体的存在下的坝体应力以及水体对结构的自振频率影响。计算结构表明:流构耦合模型计算结果,结构大部分位移较小,更能反映水体-固体相互作用的要求,从而得出一些有价值的成果供工程设计参考。     

倾斜入射地震下结构-地基的透射边界

为正确反映结构-地基动力相互作用,消除传统固定边界模型将地震能量全部陷入计算模型的不合理现象,该文提出倾斜入射地震下结构-地基动力反应分析的有限元模型及其透射边界.有限元模型由主网格、自由场网格和侧边透射层网格组成,地震以入射平面波形式输入,以入射波运动作为非惯性参考坐标系建立相对运动的动力方程.结构-地基实际反应为相对运动与入射波动之和,算例表明透射边界模型能有效地透射倾斜入射地震下结构-地基动力反应的辐射分量.     

重力坝抗震动力可靠度分析

论述重力坝抗震动力可靠度分析中的几个基本问题，即地震作用下坝可靠度计算，地震发生概率的估计方法以及坝经历一次地震作用的抗震动力可靠性计算等，还以华北某重力坝为例说明其计算方法，结果表明，用抗震动力可靠度判断重力坝可靠性是适宜的，推荐的两种方法都能较正确地估计地震发生概率。     

基于性能的重力坝随机地震反应概率特征

基于概率分析方法,对水工重力坝动力反应参数进行了随机描述,提出了重力坝随机地震反应的概率特征分析方法,并得到了其概率分布特征和规律．首先统计分析了国内典型重力坝场区地震危险性资料,得出了场区水平地震加速度与年超越概率的近似关系式,为概率地震反应计算提供了基础;然后,以一定数量的强震波为随机动力输入。以工程中较为关注的动力特征响应量为工程反应参数,按照非线性动力响应分析、不同烈度下动力反应参数最值统计规律和概率分布特征假设检验以及工程反应参数的年超越概率这3个层次进行重力坝的概率地震反应及其概率特征分析．结果表明：在设计关心的地震强度范围内,以水平地震加速度表征的地震危险性曲线近似服从幂指数关系：经检验,选定的重力坝工程反应参数服从对数正态的概率分布特征;计算得到的年超越概率曲线可以合理评估重力坝在地震中发生各种破坏的可能性．     

基于振型分解反应谱法的重力坝抗震安全评价

振型分解反应谱法是重力坝抗震计算广泛采用的一种动力分析方法.目前的静动应力叠加原则基本上可概括为强度最不利应力叠加原则和稳定最不利应力叠加原则.金安桥水电站碾压混凝土重力坝左岸坡坝段群抗震安全评价结果表明,对于重力坝,为偏安全计,当进行抗震强度评价时,必须对静动应力叠加采用强度最不利应力叠加原则,而当进行抗震稳定性评价时,必须对静动应力叠加采用稳定最不利应力叠加原则.评价结果显示,金安桥水电站碾压混凝土重力坝的安全性能满足现行抗震规范的要求,这说明了金安桥水电站碾压混凝土重力坝结构设计合理,能够抵御设防地震.     

混凝土重力坝剖面优化设计的数学模型研究

混凝土重力坝的实用剖面优化设计是根据安全、经济和强度要求,通过分析计算,选择一个体积最小、施工方便的剖面形态和轮廓尺寸。本文建立了混凝土重力坝结构优化设计的数学模型和优化设计的VB软件,并应用该软件对工程实例进行了优化设计,结果证明该优化设计方法及软件具有较好的工程实用性。     

渐进结构拓扑优化在重力坝中的应用研究

摘要:实体重力坝是重力坝坝型的发展趋势。文章以ANSYS10.0为平台,结合APDL语言,在传统的渐进结构优化（ESO）思想的基础上,采用结构的应变能删除准则,对实体重力坝非溢流坝段进行拓扑优化。优化结果表明：结构的应力和抗滑稳定均满足规范要求,且优化结果与工程实际要求较吻合,同时也从数值上验证了此方法对实体重力坝非溢流坝段进行拓扑优化是可行和有效的。     

渐进结构拓扑优化在重力坝中的应用研究

实体重力坝是重力坝坝型的发展趋势.文章以ANSYS10.0为平台,结合APDL语言,在传统的渐进结构优化(ESO)思想的基础上,采用结构的应变能删除准则,对实体重力坝非溢流坝段进行拓扑优化.优化结果表明:结构的应力和抗滑稳定均满足规范要求,且优化结果与工程实际要求较吻合,同时也从数值上验证了此方法对实体重力坝非溢流坝段进行拓扑优化是可行和有效的.     

矶头水电站大坝的地震反应分析

采用坝－水－地基系统动力耦合的边界单元法，计算在基底地震加速度情况下的矶头水电站大坝的地震反应．对坝体系统的动力特性、坝面动水压力、坝顶动力放大系数进行分析和计算，并对大坝的动力稳定性进行校核．     

宽敞河谷混凝土拱坝方案优选分析

本文以某拱坝枢纽为例论述了宽敞河谷混凝土单曲拱坝与双曲拱坝各方案运用考虑扭转作用的多拱梁法进行数值分析的结果。表明坝址河谷宽高比L/H大于3接近4的宽敞河谷可不建重力拱坝,而建较薄的双曲拱坝。由于其坝体应力分布合理、安全储备高、节省投资和材料,因而具有实用意义。     

用ANSYS进行实体重力坝断面优化

重力坝断面优化是一类常见优化问题，传统优化方法建模利用嫡程迭代优化，虽能得到优化序列，但对坝体整体的力学状态不能很好描述，同时模型离散化程度不高，因而计算精度也较低。利用有限元分析软件ANSYS对重力坝进行整体模拟，细化了单元。得到了各阶段的力学指标。使用ANSYS优化技术进行断面优化，取得了满意的效果。     

基于XGBoost-PSO的混凝土重力坝体型多目标优化设计

为解决重力坝优化设计以截面尺寸作为唯一设计变量,缺乏考虑材料属性对重力坝优化设计影响的问题,综合经济、抗震安全进行重力坝多目标优化设计方法研究,构建了综合经济、抗震安全指标的多因素评价体系;采用ABAQUS软件对重力坝进行有限元静动力分析,基于计算结果采用变权功效系数法进行量化评价;采用XGBoost-PSO算法进行寻优得到最终优化方案。实例验证结果表明：多目标优化方案与初始方案相比,在经济、抗震安全指标上都得到了明显改善;相比传统单目标优化模式,经济、安全多目标优化更适用于抗震安全要求高的重力坝工程。