岩土工程数值计算中的无网格方法及其全自动布点技术

无网格自然邻接点法及其在岩土工程数值模拟中的应用——基于laplace插值函数提出了一种类似于无单元伽辽金法的无网格方法——无网格自然邻接点法。该方法克服了自然单元法需要全域三角形网格以及无单元伽辽金法难以准确施加位移边界条件和材料不连续条件、形函...

基于laplace插值函数提出了一种类似于无单元伽辽金法的无网格方法——无网格自然邻接点法。该方法克服了自然单元法需要全域三角形网格以及无单元伽辽金法难以准确施加位移边界条件和材料不连续条件、形函数的计算复杂、权函数的选择困难等缺点,适合于考虑多种材料、多步施工过程等复杂岩土工程的自动数值模拟。详细讨论了这种无网格自然邻接点法的分析过程和基本理论,给出其在杆、梁、节理单元和材料不连续面等方面的处理办法,并用一些标准算例和实际的地下工程算例对本文方法的效率、精度和可靠性进行了验证。

无网格法数值模拟基于变分原理,采用权函数来拟合真实解,因此,权函数的构造形式至关重要。无网格法不需要网格单元,只需具体的节点信息,是一种很有前途的数值模拟方法。在已有研究工作的基础上提出一种复杂河道平面区域布点算法,利用该方法生成的离散节点可直接用于无网格法数值模拟计算,也可以进一步利用各种网格化方法,由散点生成无结构网格。为了控制散点分布密度,引入了密度控制函数。区域布点算法的一个关键技术是点包含算法,给出了一种既简便又易于实现的算法。应用实例检验了所提出的方法的可行性,并编制了fortran语言环境下的自动生成程序。

逐渐发展起来的一些岩土分析手段与数学理论，如信息量法、层次分析法、随机模拟法、无网络法、数值流形法、离散元法、分形理论、可靠度分析、人工神经元网络和智能岩石力学等，已经呈现出综合应用的趋势，对于岩体力学研究而言，岩石破坏过程的渐进性、岩体内部初始损伤的存在及块体之间的不连续特征是必须考虑的因素，因此建立在连续介质力学基础上的传统有限单元法具有明显的局限性。各种新方法的涌现从不同方面推动了岩石力学数值计算方法的进步。

数值流形方法包含数学覆盖与物理覆盖双重网格,数学网格用以构造流形单元的插值函数,物理覆盖确定了流形单元的积分区域。数值流形方法的前处理一直是一个难题。讨论了数值流形方法的网格自动生成技术,解决了数值流形方法的前处理问题。无论是连续性材料还是非连续性材料,数学覆盖都保持不变,因此,借助现有的有限元技术生成数值流形方法的数学网格,利用面向对象的编程方法生成了数值流形方法的物理网格。实例应用表明,这种方法是可行的和有效的。

以sph算法为代表的无网格方法在爆轰波的数值模拟中具有明显的优势,采用sph算法模拟高能炸药水下爆炸爆轰过程,得到了压力、速度等时历曲线.将数值模拟结果与理论和实验方法得到的结果进行了对比分析,表明sph算法非常适宜处理高能炸药水下爆炸的极短瞬时具有大变形和高度非均匀的动力学极端情形,且求解结果已达到了较高的精度。

土工网格是在土工格栅平面结构的基础上发展起来的三维加固系统。自８０年代法国研制开发以来至９０年代美国军工用于沙漠风暴中的公路、机场路施工，短短十余年时间，在世界各地均有不同程度的应用。我国在塔克拉玛干沙漠腹地进行首次应用，取得了明显的经济及社会效益。

岩土工程中的数值方法——传统的岩土力学研究方法包括试验研究和理论研究，在解决实际工程问题方面都面临着很多问题，使数值方法成为岩土力学问题的重要研究手段。介绍了岩土工程中九种数值方法的特点．讨论了当前岩土数值方法存在的问题和发展前景。

岩土工程数值分析中的过渡区方法——在岩土工程中，基于实体造型进行六面体网格剖分时，材料分界面在实体系统中的存在往往会给网格的生成带来很大的约束．针对这一问题，建议在实体造型阶段取消一些给剖分带来几何拓扑困难的材料分界面，从而简化网格剖分：进而...

传统的岩土力学研究方法包括试验研究和理论研究,在解决实际工程问题方面都面临着很多问题,使数值方法成为岩土力学问题的重要研究手段。介绍了岩土工程中九种数值方法的特点,讨论了当前岩土数值方法存在的问题和发展前景。

随着cad技术在工程中的广泛应用，如何利用cad技术来解决岩土工程问题，实现有限元网格自动剖分，将技术人员从手工划分网格和读入节点坐标的繁琐劳动中解放出来，这一直是岩土工作者关心的问题。针对上述情况，本文介绍了在autocad2000环境下，进行有限元网格自动剖分的技术。其思想是先整体剖分网格，再让网格局部适应。

针对目前国内岩土工程类专业"数值分析软件"课程教学存在的问题,从课程特点、教学方法改进等几个方面对该课程的教学方法进行了探讨。建议从与工程实践相结合、增加趣味性等方面对学生兴趣进行培养。教学方法上应注重基本概念的讲解,模块化教学和增加上机操作等方面对研究生的数值计算能力进行培养。

基于二维euler方程,在利用弹簧技术的移动非结构三角形网格上给出了一种基于紧支径向基函数重构的eno型有限体积格式,方法的主要思想是先对每一个三角形单元构造插值径向基函数,而在计算交界面的流通量采用两点高斯积分公式以保证格式的整体精度,时间离散采用三阶tvdrunge-kutta方法。最后用该格式对一些典型算例进行了数值模拟,结果表明该方法计算速度快,对间断有很好的分辨能力。

以阐述岩土工程中数值分析方法的发展趋势为目的,回顾了非连续变形数值分析方法的发展历史,系统综述了节理单元法、离散单元法、刚体弹簧元法等具有代表性的几种方法的基本理论、求解过程、适用范围和优缺点,为今后的研究提供参考.

论述了岩土工程数值模拟的新进展和近年来新出现的数值模拟方法，重点介绍了无网络伽辽金法（ｅｆｇｍ）和数值流形法（ｍｍ）的原理及其在岩土工程中的应用，指出了今后研究的重点方向。

岩土工程非连续变形的数值分析方法——以阐述岩土工程中数值分析方法的发展趋势为目的，回顾了非连续变形数值分析方法的发展历史，系统综述了节理单元法、离散单元法、刚体弹簧元法等具有代表性的几种方法的基本理论、求解过程、适用范围和优缺点，为今后的研究...

岩土工程数值分析方法－教学讲稿——岩土工程数值分方法－教学课件

通过查阅大量关于岩土工程方面的反分析文献资料,简要叙述了岩土工程反分析的概念,主要方法,并且介绍了目前具有代表性的反分析模型及各自的特点和适用性,同时阐述了在岩土工程非确定性反分析研究的发展方向,以期解决复杂岩土问题。

岩土工程数值模拟新方法

从岩土力学研究内容出发,对岩土工程中常用的数值方法进行分析。具体讨论了有限差分法、有限单元法及离散元法,总结分析了不同岩土力学数值方法的理论发展及基本原理,回顾展望了岩土力学数值方法的发展,得出结论:数值方法自身发展将进一步促进岩土工程发展;室内试验、现场测试与数值方法结合将成为岩土工程领域新的趋势。

介绍岩土工程数值分析中常用的无限单元的坐标变换式和位移函数,并对一具有精确解的平面问题进行常规有限元分析及有限元与无限元耦合分析。研究表明,引入无限元分析无限域或半无限域问题具有更高的精确性,且节省计算工作量。

从岩土力学研究内容出发,对岩土工程中常用的数值方法进行分析。具体讨论了有限差分法、有限单元法及离散元法,总结分析了不同岩土力学数值方法的理论发展及基本原理,回顾展望了岩土力学数值方法的发展,得出结论:数值方法自身发展将进一步促进岩土工程发展;室内试验、现场测试与数值方法结合将成为岩土工程领域新的趋势。