基于ANSYS的水工混凝土碳化防护数值模拟

碳化是影响水工混凝土耐久性的重要因素,工程中针对碳化问题的防护工作早已开展。文中根据CO_2在混凝土中扩散方程和热传导方程的相似性,借助ANSYS有限元软件中热传导模块,采用分层分析方法模拟水工混凝土碳化过程,并通过碳化试验结果对模型进行校正。在此基础上,针对表面涂刷聚脲的水工混凝土防护案例,引入防护材料老化方程,构建碳化防护模型并进行数值模拟计算,为混凝土碳化防护效果评价和寿命预测提供参考。     

爆炸应力波作用下岩体破碎特性数值模拟分析

孔内爆破作为一种常用的破岩手段,广泛的用于岩体工程中。充分认识岩体的破碎特征是岩 体工程中高效破岩的基础。通过采用ＲＦＰＡ2Ｄ－Ｄｙｎａｍｉｃ数值分析软件,建立岩体孔内爆破数值模型,分析岩 体在爆炸应力波作用下的破碎特征。数值模拟结果表明,随着爆炸应力波峰值的增大,裂纹扩展距离随 之增加。细观非均匀程度越大的岩体,在爆炸应力波的作用下,离散的破坏越多,萌生裂纹的数量越少, 裂纹传播距离也越短。另外,岩石节理对爆炸应力波的削弱作用随着节理间距的增加呈现先增加后减 小的特征。同时,节理的存在极大程度上削弱了岩体的破坏程度。     

防冲槽的模型试验与二维数值模拟

为了研究山区河流中防冲槽的消能情况和适用性,本文首先对未抛填卵石的防冲槽进行模型试验和数值模拟.通过模型试验,针对典型流量分析9个断面的实测资料,得到水流的流态、水位和流速分布规律,将数值模拟结果与其进行对比.由于二维模型的简化,使得数值模拟的水位在进口连接段与试验相比误差偏大,但其他断面的水深及流速分布与实测值接近....     

高速公路排水沟隔振屏障效果的数值模拟

针对高速公路产生的低频环境振动,以公路旁排水沟为研究对象,深入研究其对环境振动的隔振效果。采用大型有限元通用软件ANSYS,通过建立排水沟-路面-土三维模型,模拟分析排水沟深度、宽度以及沟内水位、沟壁填充对隔振效果的影响。结果表明:设置排水沟后有明显的隔振效果,改变沟宽沟深对隔振效果影响不大;沟壁填充混凝土的排水沟比无混凝土的隔振效果好;排水沟中有水的工况比无水的工况隔振效果好。更多还原     

数值模拟中微厚透水物糙率处理方法探讨

水利工程数值模拟计算中常需科学合理地概化实际工程中的透水物糙率,以反映透水物对水流的真实影响。对微厚透水物在流体数值模拟中的糙率处理方法进行了探讨,提出了一种新的糙率概化方法,即对原状透水物进行水槽试验,通过假定明渠长度将局部水头损失换算成沿程水头损失,再将换算数值应用于数模计算中。以东太湖吴江区第一水厂集中供水水源地的蓝藻隔离栏为例,通过具体工程实践介绍其使用方法,为不规则孔眼透水物以及使用过程中性质发生较大改变的透水物糙率率定提供了新的思路。     

佛山高明大桥桥墩基础冲刷防护水力数值模拟研究

受采砂等人类活动影响,高明大桥附近河床下切幅度达10 m,威胁到大桥安全与稳定。该文在分析桥墩附近河床冲刷现状及床沙特性的基础上,通过建立桥址附近河道平面二维水流数学模型,结合经验公式进行桥墩局部冲刷水力计算,预测桥墩局部冲刷坑范围和趋势,据此提出桥墩抛石防护方案,包括防护范围、块石粒径、抛石厚度等。经汛后检测,冲刷防护措施效果较好,可为珠江三角洲类似大桥冲刷防护工程应用提供参考。     

钢管混凝土柱的爆炸响应数值分析

为明确钢管混凝土柱的抗爆特性,采用显式动力有限元分析软件ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ,基于多物 质流固耦合法,建立了构件、空气和炸药的数值模型,对钢管混凝土柱在爆炸荷载下的动力响应和破坏 形态进行了模拟分析。结果表明:爆炸荷载下钢管混凝土柱的破坏类型与作用其上的超压峰值及正压 作用时间直接相关,三种典型破坏形态分别是,低超压峰值－高持时爆炸荷载作用下,发生弯曲破坏;高 超压峰值－低持时爆炸荷载作用下,发生剪切破坏;二者之间,发生弯剪破坏;对比方形截面,圆形截面 柱具有更强的抵御爆炸荷载的能力;核心混凝土强度等级的增强以及含钢率的提高,可有效降低柱中点 水平残余变形;提高钢管屈服强度,可降低柱中残余变形,当钢材强度等级≥345ＭＰａ时,继续增大屈服 强度对提高钢管混凝土柱的抗爆性能意义不大。     

模拟二维水下爆炸问题的光滑粒子(SPH)方法

水下爆炸涉及两相流,是一个动边界的问题,迅速变化的气-液交界面给传统的基于网格的数值方法带来了严重的挑战。SPH法是一种拉格朗日方法,该方法可以准确且有效地捕捉气-液交界面。论文应用光滑粒子(SPH)法来模拟水下爆炸过程,特别给出了光滑长度的选取方法和优化算法。最后,通过两个算例验证该方法,数值模拟结果表明,光滑粒子法在处理水下爆炸这样的大变形和强非线性问题方面具有精度高、耗时少、数值稳定等优点。     

清水下泄河床变形的模型试验及数值模拟

根据清水下泄引起的河床变形过程的模型试验，运用泥沙连续方程，引入了以反映瞬时冲淤量的特征速度概念，导出了推移质输沙的平衡过程方程。再结合水流的圣维南方程、河床变形方程，对试验结果进行了数值模拟。     

山西省禹门口工业供水工程停泵水锤的数值模拟

长距离输水工程的水锤计算,已经成为供水工程安全运行的重要技术问题之一。本研究应用特征线法理论计算水锤偏微分方程,通过数值模拟对禹门口供水工程进行水锤防护计算,为该工程的优化设计及安全运行提供必要的技术支持。     

耦合装药情况下台阶深孔爆破的数值模拟

结合LS-DYNA3D程序,介绍了动力有限单元法进行爆破数值模拟的理论,并利用程序做出两相邻炮孔耦合装药进行台阶深孔爆破的模型算例.与工程实践比较,计算结果基本合理,模拟方法可行.结果表明:数值模拟能得到较完备运动描述,能进行爆破有效应力的时程分析和爆破应力波传播的直观演示.     

试验场地下水流的数值模拟

为研究某市建的试验场是否对周边地下水量造成影响,采用伽辽金有限单元法,建立试验场浅层地下水水流模型,使用Fortran语言对所建立模型进行编程,并对试验场地下水进行了数值模拟.本次计算共分为十二个阶段,每个阶段的时间步长为30 d.计算结果表明:在模型的识别阶段和验证阶段,所有观测孔水头的计算值与观测值,在各时段拟合相对误差率分别为66.28％和88.53％,所建模型基本可用于试验场地下水水流计算.周边地下水水位增加94.08 mm,试验工程建成后会对周边地区造成影响.     

基坑降水过程中回灌的数值模拟

基坑降水容易引起周边地面沉降,为了保护基坑周边的建筑物常采用回灌技术。回灌的关键就是要保证受保护建筑物附近地下水位不产生过大变化,常规的理论计算受到边界条件等的限制,通过数值方法来模拟回灌后地下水位的变化,为工程建设中的回灌技术提供理论参考。     

植树护岸对河道水流影响的数值模拟

利用局部精细模拟的二维有限元数学模型对植树护岸条件下河道的水流特性进行模拟分析,结果表明:局部精细模拟更能有效考虑形状阻力,真实反映树干对流场的影响,植树后,植树区域的流场产生旋涡,并在局部地区产生滞水区,滩地的过流能力减小,主槽的流速增加,过流能力加大,并且对水位的影响小。数学模型的计算结果与实验所观测的变化规律相一致。     

大直径扩底桩的静载试验与数值模拟

利用静载试验过程的桩顶沉降和桩身轴力实测数据研究大直径扩底桩的荷载传递规律,并利用有限元法对试验过程进行了模拟.结果表明,大直径扩底桩的桩端承担的荷载较大,桩身越长,极限侧阻力越大.     

大直径扩底桩的静载试验与数值模拟

利用静载试验过程的桩顶沉降和桩身轴力实测数据研究大直径扩底桩的荷载传递规律,并利用有限元法对试验过程进行了模拟。结果表明,大直径扩底桩的桩端承担的荷载较大,桩身越长,极限侧阻力越大。     

用大变形有限元对土体静力触探的数值模拟

采用大变形有限元和简单的接触面理论，数值模拟了静力触探的探入过程．比较了用弹性模型、修正的剑桥模型和砌块体模型的大变形模拟计算结果，表明考虑土体结构强度的砌块体模型的大变形模拟结果较优．     

Numerical simulation of seismic damage and cracking of concrete slabs of high concrete face rockfill dams

Based on the damage constitutive model for concrete, the Weibull distribution function was used to characterize the random distribution of the mechanical properties of materials by finely subdividing concrete slab elements, and a concrete random mesoscopic damage model was established. The seismic response of a 100-m high concrete face rockfill dam(CFRD), subjected to ground motion with different intensities, was simulated with the three-dimensional finite element method(FEM), with emphasis on exploration of damage and the cracking process of concrete slabs during earthquakes as well as analysis of dynamic damage and cracking characteristics during strong earthquakes. The calculated results show that the number of damaged and cracking elements on concrete slabs grows with the duration of earthquakes. With increasing earthquake intensity, the damaged zone and cracking zone on concrete slabs grow wider. During a 7.0-magnitude earthquake, the stress level of concrete slabs is low for the CFRD, and there is almost no damage or slight damage to the slabs. While during a 9.0-magnitude strong earthquake, the percentages of damaged elements and macrocracking elements continuously ascend with the duration of the earthquake, peaking at approximately 26% and 5% at the end of the earthquake, respectively. The concrete random mesoscopic damage model can depict the entire process of sprouting, growing, connecting, and expanding of cracks on a concrete slab during earthquakes.     

炮孔内爆炸荷载非均匀性对激发动应力场的影响

由于炸药爆轰波的传播以及炮孔堵塞物冲出后爆生气体的非定常逸出过程,柱状炮孔内的爆炸荷载压力沿炮孔轴向呈不均匀分布。采用LS-DYNA动力有限元软件计算探讨了爆炸荷载分布不均匀性对岩体内激发动应力场的影响。计算结果表明,激发的径向压应力和环向拉应力在孔底段最大、在孔口段最小,且应力波在孔底段持续时间最长;爆炸荷载分布的不均匀性对环向应力影响更大;但荷载的非均匀分布对激发动应力场的影响仅局限在炮孔近区岩体内,且应力差值较小,非均布爆炸荷载与均布爆炸荷载在远区的计算结果是一致的。     

一个求解二维Navier—Stokes方程组的数值模型

本文建立和开发了一个用于求解二维Navier-Stokes方程组的数学模型，这个模型采用Chorin提出的Projection1方式来解耦基本方程组的流速和压力，空间离散采用有限单元法，而时间离散则采用semi-implicit格式。为了验证模型的正确性，作者计算了二维空腔流动并与其他一些研究者的结果进行了比较，结果令人满意。