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为了对二维复杂地电断面进行三角网格剖分,在已有算法的基础上,提出了一种含约束条件的二维自适应三角剖分新算法,并编制了该算法的通用程序,可对任意含约束条件的二维区域进行自动剖分.通过引入节点剖分尺度函数,算法允许在指定位置设置网格剖分尺寸,自动生成渐变网格.实际算例表明,形态因子大于0.9的网格占95%以上,能很好地对带地形、含断层或地质体等二维复杂地电断面进行有限元三角网格剖分. 相似文献
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利用地理信息系统(GIS)基于空间位置信息的技术特点,对河道贴体网格的自动化生成算法进行了研究。基于GIS矢量线的节点间空间位置关系,对任意位置上的河道流向进行了较高精度的数值表达,进而实现了河道断面的自动剖分;设计出一系列算法,解决了网格生成过程中可能出现的交叉、拧绕等问题,从而保证了剖分网格对河道区域平面分布的自适应性特征;基于数字高程模型(DEM)高程插值,对河道区域地表模型进行重建与分析,生成得到的河道贴体网格。经验证,该算法具有较好的贴体性质和较高的运算效率。 相似文献
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基于经典三维Delaunay四面体网格的生成算法,介绍了一种三维约束Delaunay三角化网格划分算法,通过对约束的恢复和局部退化的消除,保证了边界的一致性和网格的惟一性,实现了三维约束区域的四面体网格自动生成;通过对四面体的外接球半径与其最短边长度的比值（记为a）和四面体体积与其外接球体积的比值（记为n）的控制,避免质量不佳的单元,使生成的网格达到预期的质量要求,并提出了一种a和n的计算方法,简化了质量参数的计算过程;对几何形状复杂,特别是含有薄层的实体,可通过在实体上增加约束来提高网格的质量和缩短计算时间,使该方法能够实现岩土工程中不同地质条件下的复杂区域的三维有限元网格自动生成,并且能够保证生成的网格质量较好,为高精度的有限元计算提供了充分条件。计算实例表明,该算法能够将复杂三维实体剖分成质量较好的Delaunay四面体网格,可有效地应用于工程中有限元网格的生成。 相似文献
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本文针对数值模拟中三角形有限元网格的具体要求，对经典的Bowyer-watson算法作了局部改进，利用具有岛屿约束的Delaunay剖分方法来构建三角形网格，使其适用于有岛屿、关键点和特征线约束的区域剖分的要求。此方法在（苏州，无锡，常州）以下简称苏锡常地区地下水流数值模拟中得到了应用，结果表明此方法自动生成带岛屿约束的三角形网格是可行的。 相似文献
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为模拟淹没丁坝群平面二维水流运动,提出了淹没丁坝群二维水流数值模拟新方法并建立了数学模型。新方法的主要实施方案:① 将丁坝视为无厚度坝,用网格线概化丁坝;② 采用新的网格节点布置形式,即水深、流速节点布置于网格界面上,水位节点布置于网格中心,有别于一般交错网格节点布置。模型采用基于结构网格下的有限体积法对方程组进行离散,同时将淹没丁坝坝顶水深代入离散方程中进行求解。采用已有的水槽试验资料,进行了初步验证,模拟了长江下游东流水道已建丁坝群工程实施后河道的流场和水位场,结果表明计算和实测符合较好。 相似文献
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为了改进计算区域离散化问题,本文利用自适应非结构化网格有限单元法求解二维地电结构下大地电磁场满足的加权余量表达式。在有限元求解电磁场的过程中,网格剖分越精细、计算精度越高,计算量也会越大。此外,结构化网格难以适应任意地形以及复杂地质构造。而自适应非结构化网格在电性变化剧烈的区域会自动加密,在电性缓变的区域则生成粗疏的网格,从而优化网格质量与数量。因此,文中引入COMSOL Multiphysics软件,以实现若干地电模型的构建及非结构化自由四边形单元网格化。将网格数据信息导入本文算法,计算大地电磁场响应,并与解析解及数值解对比。结果表明,基于非结构化网格的正演模拟精度高、适应性强,为计算区域网格化提供了新的方法。 相似文献
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最小二乘配点法是用于地下水流计算的一种新型、高效的无网格方法。此方法是在径向基函数配点法的基础上,对计算域进行节点离散,并布置辅助点,近似函数仍然通过节点构造,微分方程在节点和辅助点上都严格满足,从而计算精度更高。而且此方法不需要背景网格,效率高,形式简单。利用该方法计算地下水流向河、渠中的非承压含水层稳定流和非稳定流问题,算例表明,该方法有很好的精度且计算量小,比径向基函数配点法有更精确的结果。 相似文献
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A finite element, variable mesh analysis of unconfined steady-state seepage problems is presented based on a nonlinear programming algorithm. It is shown that the minimization of an objective function which merely represents a measure of the total flux leaving or entering the mesh at the free surface nodes (except those that belong also to pervious boundaries) does not permit a unique definition of the free surface geometry. This problem, which is apparently related to the numerical instabilities often met when using variable mesh approaches, can be eliminated by adding to the objective function a term representing a sort of overall ‘regularity’ condition for the shape of the free surface. The modified solution procedure turns out to be stable and able to provide meaningful results for practical problems even when rather coarse meshes are adopted. 相似文献
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将基于圆化多边形离散单元法与有限元方法结合,提出一种可变形圆化多边形离散单元法。此法对块体离散元进行圆化处理,可较好地表征不规则块体外形,又保留了颗粒离散元计算高效的优势。在求解接触力时,消除了角点处法向奇异等问题,同时增强计算的稳定性和简化接触判断。同时对切向接触力计算模型进行修正,使得接触力计算效率得到提高。此法突破了圆化多边形刚体假设的限制,可以精确计算任意形状不规则离散单元之间的相互作用,对单元的运动和变形进行模拟。通过超静定梁冲击试验、不规则块体单轴压缩试验和料斗流动“卡阻”试验3个数值模拟算例,论证此法可以有效地捕捉单元的碰撞、分离和变形等空间运动和自身特性以及其细观力学表征。 相似文献
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数值积分是基于节点计算的数值分析方法的关键技术之一。针对完全无网格法的计算要求，提出了一种能自动适应任意计算域上各种节点分布方式的数值积分算法。该算法能随计算点的位置不同，自动确定积分域及积分域内的求积点，计算出数值积分结果，给出了临空边坡滑移体和圆孔方板2个实例。结果表明，按文中算法编制的程序具有良好的边界再生能力和较高的计算精度，可作为基于节点数值分析方法的一个程序模块，用于实际计算。底层算法思想，使得程序可方便地转换为其他计算语言。 相似文献
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Numerical methods for grids with irregular cells require discrete shape functions to approximate the distribution of quantities across cells. For control-volume mixed finite-element (CVMFE) methods, vector shape functions approximate velocities and vector test functions enforce a discrete form of Darcy's law. In this paper, a new vector shape function is developed for use with irregular, hexahedral cells (trilinear images of cubes). It interpolates velocities and fluxes quadratically, because as shown here, the usual Piola-transformed shape functions, which interpolate linearly, cannot match uniform flow on general hexahedral cells. Truncation-error estimates for the shape function are demonstrated. CVMFE simulations of uniform and non-uniform flow with irregular meshes show first- and second-order convergence of fluxes in the L 2 norm in the presence and absence of singularities, respectively. 相似文献
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基于MATLAB的面积计算方法 总被引：2，自引：0，他引：2
由于在工程上只能得到一些离散数据，所以在面积的计算上就显得十分复杂，尤其当边界是不规则曲线时。这里提出一种基于MATLAB语言的简单、可行的计算方法，并对该方法的原理、算法、精度分析作了详细的阐述。通过模拟实验数据的计算和分析，说明该方法计算面积的精度较高。另外，所给程序还能绘出工程上需要的边界图形。 相似文献
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围绕堆石料单粒强度尺寸效应的颗粒流模拟方法展开研究。首先,基于FISH二次开发建立了堆石料的随机不规则单粒模型,充分考虑堆石料的形状特征和破碎现象;然后,建立了堆石料单粒强度尺寸效应的等效模拟方法,以单粒强度随其粒径的变化规律为基础,推导了堆石料模型中细观黏结强度与堆石料等效粒径的负指数经验公式;其次,基于建立的数值模型对堆石料的室内单粒压缩试验进行仿真模拟,验证数值模型的正确性和合理性,并对较大粒径堆石料的单粒强度进行模拟预测,突出数值试验的优势;最后,基于建立的数值模型对相同粒径不同形状特征堆石料的单粒强度分布特征进行模拟研究。研究结果表明：（1）堆石料内部缺陷含量和尺寸随粒径增加对其单粒强度所产生的尺寸效应,可通过堆石料模型中细观强度参数随粒径折减进行等效模拟;（2）形状特征对堆石料的破裂机制具有重要影响,方形颗粒为压剪破裂,单粒强度较高,而随机不规则颗粒和圆形颗粒为拉剪或劈裂,单粒强度相对较低;（3）拉剪或劈裂条件下,堆石料形状越不规则,其单粒强度的离散程度越高,反之则离散程度越低。相关研究成果可为进一步研究荷载作用下堆石体内各粒径段堆石料的破碎量奠定基础,从而更加真实地反映堆石体的级配演化规律。 相似文献
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一种基于数值应力场的强度各向异性边坡稳定性分析方法 总被引：1，自引：0，他引：1
提出了一种基于数值应力场下的边坡临界滑动面和临界坡高的分析方法。该分析方法首先利用有限元得到边坡内部较为精确的应力场,再通过在边坡内部模拟类似于链式反应过程中粒子产生和运动规律,在此基础上完成临界滑动面的搜索。主要结论如下：（1）提出了一种基于数值应力场的边坡临界滑动面的搜索方法,该方法可在不对边坡滑动面形状和位置进行干预的情况下完成潜在破坏路径的搜索。（2）通过对算法中区域与边界、激发源、产物扩散路径、路径权值4方面要素进行合理控制,可使算法在具有较高精度的同时又能保证较好的分析效率。（3）算法能较为方便地考虑真实应力条件下地层强度各向异性对边坡稳定性的影响,并能对临界坡高进行很好的分析。（4）通过具体算例对本文算法的计算结果进行验证,将所得结果与PSO和Monte Carlo两种方法得到结果进行对比,对本文方法的可靠性进行了验证,取得了较好的效果。 相似文献
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黄皓平 《吉林大学学报(地球科学版)》1990,(4)
首次提出用广义逆理论解决数值计算中结点分布的最优化问题。由于文章的目的仅在于提出和说明这种方法的概念,所以只考虑一种典型的一维大地模型,并叙述了广义逆理论在这种应用中的基本关系。结果表明这种算法可给出最佳的结点分布。雅可比矩阵,奇异值和对应的特征向量的分析,可以从本质上理解不同电性层中结点分布对数值计算精度的影响,对设计数值模型具有很重要的指导意义。本文的结果对二维和三维复杂模型的数值计算具有重要的参考意义。 相似文献
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研究了无单元法中单个影响域内的布点形式对误差的影响,提出了半径权值的概念。在经过充分的数值计算后,给出在半径权值对无单元法插值结果的精度的影响值的大小。研究对优化无单元法的节点布置、减小模拟误差有很大的作用,并且使得影响域的大小不再依靠点数的多少来确定,避免了影响域过大的情况和为了单个影响域内有足够多的插值点而使得整体插值点数目过多的弊端。运用单个区域内的插值点健康度的理论,研究了整个区域布点对无单元法模拟函数--滑动最小二乘法模拟精度的影响,并运用遗传算法对整个布点区域上的插值点进行了优化,给出了区域上的优化值。通过一个实例,得到一个具有普遍意义的插值点优化值与插值点密度的关系,并给出无单元法布点的一般性原则。 相似文献
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Jorge S. Mendoza 《Mathematical Geology》1998,30(7):889-910
An efficient numerical technique has been used to compute the deformation of pores of arbitrary shape embedded in a homogeneous elastic solid under the influence of applied stresses. The scheme is based on the boundary-element method, where single linear elements are used to generate solutions that satisfy prescribed boundary conditions. These solutions can be employed to describe the behavior of elastic moduli and other petrophysical properties in porous rocks. The numerical algorithm allows computation of the stress field induced by the pores in the solid. In this way, the effect of the interactions between pores caused by stress concentrations can be studied from a quantitative point of view. To test the algorithm, some interesting results are compared with existing models, for special cases available in the literature. Also, a model for the compressibility and porosity of sedimentary rocks, as a function of applied hydrostatic stress, was generated by mixing some realistic pore geometries generated with the numerical algorithm. Results were in good agreement with data obtained from selected samples of sandstones. 相似文献