国家自然科学基金(51179154)
- 作品数：17 被引量：58H指数：5
- 相关作者：刘云贺党发宁党康宁郑晓东丁卫华更多>>
- 相关机构：西安理工大学陕西省引汉济渭工程建设有限公司湖北文理学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：水利工程建筑科学理学更多>>
- 三维流体固体动力耦合模型研究被引量：4
- 2012年
- 流体固体动力耦合是众多工程领域的重要问题。由于流体与固体动力特性的巨大差异,二者的耦合研究异常困难,尤其是三维领域的研究更加复杂。本文分析了三维流体、固体接触界面上的运动状态,提出并采用流体固体接触界面的无限点对模式,模拟流体固体的动力相互作用。并利用广义变分原理结合Lagrangian乘子法,引入流体固体接触面约束条件,建立了三维不可压缩流体与固体动力耦合统一分析的理论模型,继而推导了耦合后的动力有限元求解方程,首次将流体与固体动力耦合内力作为未知量求解,使耦合后的流体与固体域的瞬态动力响应从同一方程中解出。经典算例较高的计算精度表明了这种耦合模型的正确性。液体储存箱的地震反应结果表明,固体变形的动力效应是显著的,应引起工程设计的注意。
- 郝鹏刘云贺刘哲卢勃
- 关键词：有限元
- 考虑强震持续时间的混凝土重力坝损伤累积研究被引量：6
- 2016年
- 利用混凝土塑性损伤模型和塑性损伤力学的方法分析了混凝土重力坝在不同强震持续时间(强震持时)作用下的非线性损伤累积破坏效应,并根据大坝局部损伤评价指标和整体损伤评价指标对大坝损伤累积破坏程度进行了评价。分析结果表明:地震动强震持续时间对混凝土大坝损伤累积破坏有重要的影响,地震动强震持续时间越长,混凝土大坝损伤累积破坏越大;根据局部损伤评价指标可以有效地判定大坝抗震薄弱部位在大坝中上部,并且大坝整体损伤累积破坏指数可以反映地震动作用下大坝的整体损伤累积破坏程度,从而有效评价混凝土大坝的抗震性能,为混凝土大坝的抗震设计提供科学依据。
- 郑晓东刘云贺马静
- 关键词：混凝土重力坝
- 近断层地震动作用下进水塔的地震反应分析被引量：4
- 2020年
- 为了研究近断层脉冲型地震动向前方向性效应和滑冲效应引起的速度脉冲对进水塔结构的地震反应。在文摘中选取台湾集集地震、美国加州北岭地震两次倾滑断裂地震中含强脉冲的30条原始地震波为输入波,对实际工程结构中的进水塔及启闭机室结构基于受力特点建立了简化计算模型。基于Matlab编制了进水塔地震动反应分析程序,通过输入30条典型近断层地震动,得到了进水塔及启闭机室地震响应。结果表明:在近断层地震动作用下,启闭机室加速度响应均发生了突变,进水塔加速度响应平均值均放大。近断层脉冲型地震动对启闭机室鞭梢效应放大作用大于无速度脉冲地震动的影响,其中含向前方向性脉冲效应的近断层地震动对启闭机室加速度放大最为明显,塔顶及启闭机室的分段截面转角最为明显。说明三组近断层地震动中,脉冲型地震动对刚度突变的启闭机室部分影响大于无速度脉冲的近断层地震动,含向前方向性脉冲效应的近断层地震动对进水塔变形影响最大。
- 陈曦刘云贺周邠鹏
- 关键词：近断层地震动地震反应
- 水电站进水塔动水压力研究和探讨
- 2017年
- 基于理想流体,将进水塔简化成水中悬臂梁体系,推导了其受迫振动时的动力响应方程,给出了进水塔内外表面动水压力的解析表达式。与有限元法、水工抗震规范公式计算结果进行了对比,分析验证了该方法在进水塔结构上的适用性及准确性。结果表明:动水压力表达式与结构振型密切相关。该方法的动水压力曲线趋势与有限元方法相似,均在水面以下某深度处迅速变大及达到最大值后曲线值减小弯回,两者最终在塔体底部收于相近的值;最大值大于有限元法,其最大值处曲线折回明显,幅度较大。弹性模量和进水塔高度对动水压力的曲线形态和数值有重要影响。同时,输入激励荷载的频率对动水压力影响巨大,尤其频率与进水塔某阶频率相近时会导致动水压力的异常增大。该方法对分析进水塔动水压力具有参考价值。
- 党康宁刘云贺王媛孔麟岳啸
- 关键词：进水塔动水压力受迫振动
- 水电站进水塔启闭机房排架振动特性被引量：4
- 2016年
- 理论和震害均表明水电站进水塔顶部的启闭机房排架由于鞭梢效应更容易遭受地震破坏。分析塔式进水塔主要受力特点,将进水塔和其上的启闭机房排架简化为两种分布参数梁模型,采用解析方法推导和求解其频率方程。统计启闭机房排架与塔体高度范围,根据抗弯刚度相等原则将塔上启闭机房排架柱等效为单截面空腹柱,分析不同上下高度比和刚度、质量比情况下6种模型振型振动幅值比和频率分布情况,得到相互之间影响规律。分析表明上部高度对结构一阶振型幅值比影响较大,而刚度比影响较小,但刚度比对高阶振型幅值比影响显著。经过与数值分析对比,解析结果求得的结构振型和频率与数值结果较为一致,验证上述过程的正确性,表明本文方法对此类结构基本振型求解简单有效。
- 党康宁刘云贺王媛张小刚
- 关键词：水工结构鞭梢效应
- 基于ABAQUS-Python无限元的动力人工边界研究
- 2021年
- 结构在地震数值模拟中会产生地基辐射阻尼问题,目前广泛采用的人工边界能够有效解决该问题,然而实现一般比较繁琐。基于无限元动力边界原理和波在弹性介质中传播理论,推导了剪切波和压缩波入射情况下,人工边界各侧面节点的等效荷载时程表达式。借助ABAQUS有限元软件中无限单元,给出了无限元-有限元联合建模方法,利用软件内嵌的Python脚本语言进行开发编程,实现边界节点上荷载幅值的自动生成和施加。算例结果分析表明,该方法计算结果精度较高,能够有效解决地基辐射阻尼问题。
- 党康宁苏晨辉肖瑜张静宜
- 关键词：无限元
- 大型群桩桩土动力相互作用分析方法研究被引量：1
- 2012年
- 针对大型群桩与土体动力相互作用的高度复杂性,基于经典变分原理,利用拉氏乘子法和罚函数法建立了反映桩体与土体相对运动和其实际几何尺寸的非线性动力相互作用的分析模型,并编制了相应的分析程序。以南水北调中线穿黄U形渡槽工程为研究对象,利用本文的模型研究了常用的M法模型在渡槽结构中应用的适用性。结果表明,在静载作用下,两种方法给出的渡槽上部结构的位移和应力基本一致,渡槽下部桩体结构的分析结果略有差异,但相差不超过20%。在地震荷载下,M法的分析结果是偏小的,尤其是对渡槽上部结构的影响更大。
- 郝鹏刘云贺张育乐
- 关键词：桩土动力相互作用非线性有限元M法
- 地震作用下进水塔结构动水压力及动力响应研究
- 进水塔是水利水电枢纽工程的重要组成部分，随着工程建设规模日益扩大，进水塔作为工程咽喉对枢纽抗震安全的影响更为突出。地震时，动水压力对进水塔结构响应的影响显著、机理复杂，尚需进行系统和深入的研究。进水塔动力响应分析时，合理...
- 党康宁
- 关键词：进水塔地震作用动水压力动力响应地基辐射阻尼
- 文献传递
- 倾斜入射地震波作用下成层场地动力反应的界面子波算法被引量：6
- 2015年
- 为提高成层半空间自由波场的一维化时域方法的计算效率和精度,分析了SH波在层状介质中的传播方式、旅行时间和反射系数等问题,基于惠更斯–菲涅耳波动观点,将波阻抗界面看作次级子波源(简称为界面子波),提出了倾斜入射地震波作用下成层场地动力反应的界面子波算法,并通过模型试算验证了此方法的正确性。与常规数值法相比,此方法无需划分网络单元,也无需处理人工边界条件,从而极大地减少了计算工作量和节点之间的传递误差,具有速度快、精度高、稳定性好等特点,是一种计算成层场地动力反应的实用方法。
- 范留明赵钦刘云贺
- 关键词：倾斜入射动力反应
- 成层半空间出平面自由波场的界面子波算法被引量：2
- 2014年
- 一般工程的地震反应分析中地震波假设为竖直向上入射的体波,场地自由波场可简化为成层半空间模型的一维波动问题,通过数值方法获得出平面自由场。在数值计算方法中以显式有限差分法为代表的时间域方法是当前地震波模拟的主流方法,其精度通常受到计算方法、模型尺寸、网格大小、边界设定等诸多条件的影响,数值算法稳定性还受到许多计算参数的限制。为了改进时域数值方法中存在的这些缺点和不足,本文结合分层均匀介质中的理论地震图合成方法提出了一种新的时域数值算法。其基本思想是将计算节点直接设置在波阻抗界面处,各个层内不再设置计算节点,然后根据地震波在波阻抗界面处的反射、透射关系及其在相邻界面之间的传播时间建立计算界面节点振动的数学表达式,据此计算得到各层界面节点的振动,并通过对自由面节点进行适当处理得到成层半空间出平面自由场。界面节点振动可看作为入射波通过波阻抗界面处产生的次一级子波源,本文称之为界面子波,因此把这一计算方法称为界面子波算法。数值算例表明该方法具有很高的精度和很快的计算效率。理论上还可将这一方法推广至二维波动情形,即地震波倾斜入射条件下成层半空间出平面自由场的计算。
- 范留明赵钦
