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本文分析了目前直流电阻率正演模拟中的无单元Galerkin法（EFGM）和有限单元法（FEM）的优缺点,针对采用第一类边界条件需要足够大的计算域时EFGM计算成本高的问题,在计算域外围区域采用FEM扩边,提出了直流电阻率的无单元Galerkin-有限单元耦合法（EFG-FE）.采用具有Kronecker delta函数性质的径向基点插值法（RPIM）构造EFGM形函数,在外围区域将EFGM与FEM直接耦合,无需其他处理手段,消除了传统EFGM与FEM耦合中存在的界面耦合困难.EFG-FE将模型计算域分割为EFGM区域和FEM区域,模型核心区域采用EFGM计算,发挥EFGM灵活性、适应性强和高精度的优点,使得模型建立简单方便,对任意复杂地电模型适应性强,同时获得高精度模拟结果.在模型计算域外围采用快速扩展的FEM单元网格进行剖分,利用其数值稳定性和高效性,使用少量FEM节点和单元网格将计算域大范围扩大满足第一类边界条件,同时不大幅增加计算成本,进而提高计算效率.最后,通过不同正演方法的模型算例的模拟结果对比,验证了本文提出的EFG-FE有效可行,其模拟结果具有很高的模拟精度,且相比于采用第三类边界条件的EFGM提高了计算效率,具有更好的模拟性能. 相似文献
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高层结构一般都要设置复杂的钢筋混凝土抗震墙，如何模拟这些复杂墙体的力学性能就成为高层结构弹塑性分析的关键。本文在粱柱单元、单片墙单元的基础上提出了一种简体墙单元，并将此单元应用于高层混凝土结构推覆分析中。单元考虑了材料非线性，并采用较为精确的方法考虑了结构的二阶效应。理论与试验结果对比分析表明，简体墙单元具有精度高。计算稳定和自由度少等特点，为复杂体型高层结构的弹塑性分析提供了有力保证。 相似文献
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一种钢筋混凝土非线性宏观单元--筒体墙单元 总被引：2，自引：1，他引：1
高层结构一般都要设置复杂的钢筋混凝土抗震墙,如何模拟这些复杂墙体的力学性能就成为高层结构弹塑性分析的关键.本文在梁柱单元、单片墙单元的基础上提出了一种简体墙单元,并将此单元应用于高层混凝土结构推覆分析中.单元考虑了材料非线性,并采用较为精确的方法考虑了结构的二阶效应.理论与试验结果对比分析表明,简体墙单元具有精度高、计算稳定和自由度少等特点,为复杂体型高层结构的弹塑性分析提供了有力保证. 相似文献
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OpenSEES的剪力墙宏观单元的研究 总被引：3，自引：0，他引：3
重点研究三维剪力墙单元MVLEM3D的数值模型及计算原理,并采用开源非线性有限元程序OpenSEES进行剪力墙低周往复试验的数值分析,探讨不同单元划分形式对结果的影响。通过二次开发编制了基于OpenSEES的剪力墙结构分析程序SWNA,对不同弹簧个数、不同竖向及水平划分方式,建立剪力墙宏观单元模型进行分析,对比试验结果表明该数值方法能够很好地从宏观上模拟剪力墙弹塑性行为:包括中和轴移动、剪切变形影响、局部塑性状态及破坏机制等。通过单元及弹簧的划分对比,可知该单元可通过比较少的自由度模拟剪力墙结构,节省大量计算时间。对于强非线性分析,增加水平划分可以考虑局部的破坏变形,使骨架曲线下降段明显。因此该单元适用于高层建筑结构的整体弹塑性分析及基于性能的抗震评定。 相似文献
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直流电阻率数值模拟对于实测电阻率数据反演、解释地下真实电阻率结构具有重要意义.为解决复杂地电模型剖分以及处理截断边界时面临的困难,本文提出一种新的三维自然单元-无限元耦合法.该算法在自然单元区域灵活布设自然节点以填充复杂模型,并引入无限单元替代截断边界条件以促使刚度矩阵与电源位置无关.首先推导了稳定电流场基本方程;然后介绍了二、三维自然单元法及其形函数的构建过程;再引入三维多向映射无限单元并实现自然单元-无限元的有效耦合;最后通过4个数值模型,结合传统有限单元法、有限元-无限元耦合法以及COMSOL Multiphysics软件的计算结果,验证了算法的正确性及有效性.数值结果表明,本文所提算法满足精度要求,能有效减小计算区域,无需二次更新刚度矩阵,对复杂模型适应性强. 相似文献
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为克服矩形网速度间断面及边界描述精度差的缺点,本文提出了一种基于波前最小走时单元的三角网射线追踪算法.该算法用三角单元剖分速度模型,把与波前面相邻、处于振动状态的三角单元称为波前单元,从源点所在单元开始构造由波前单元组成的波前单元域;1)选域中最小走时三角单元为当前单元;2)它先与相邻三角单元振动传递,再进行相邻单元各自内部节点的传递、并将处于振动状态的相邻单元扩展为波前单元;3)然后确认当前单元的振动状态、决定其在波前单元域中的去留,以此三步循环进行波前单元域的扩展及节点的最小走时和次级源搜索,直至波前单元域在剖分区域的消亡;最后利用各节点最小走时和次级源,通过最小走时搜索,拾取从接收点到源点的射线路径.数值模拟表明,该算法的模型剖分灵活性强,对速度间断面的描述准确,追踪结果精度高. 相似文献
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有限元分析中断裂区域单元的划分 总被引：2，自引：0，他引：2
根据弹性理论的叠加原理，研究了有限元分析中的单元划分问题。通过有限元结点位移反演边界力系数与理论边界力系数进行比较来差别断裂区单元划分是否合理，应用模拟数据定量分析，了二维和三维有限元法的单元划分，为有限元法在地学研究中的实际应用提供参考依据。 相似文献
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本文引用一致粘弹性边界的概念,推导了与一致粘弹性边界等效的粘弹性边界单元,得到了粘弹性边界单元的刚度矩阵和阻尼矩阵。通过对比粘弹性边界单元阻尼系数不同取值的计算精度,给出了阻尼系数推荐取值。在输入地震动时,采用一种基于局部人工边界的子结构输入方法,实现了和波动法相同的输入效果,并且避免了复杂的应力计算和荷载作用方向判断等问题,应用更加方便。采用自由场的算例,比较了人工边界和不同输入方式的组合在SV波垂直入射时的模拟精度。为了说明边界单元的变形对计算结果的影响,提出了使用底边界输入位移幅值umax和边界单元宽度b的比值ε=umax/b作为变形指标,调节边界单元边长尺寸。通过算例给出了ε的推荐取值。最后,选取合适的ε后建立一个圆形孔洞散射场地模型,对散射场地模型的模拟结果验证了粘弹性边界单元和子结构输入方式应用于散射场地时仍具有较高精度。 相似文献
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用一种墙体单元模型分析剪力墙结构 总被引：30，自引：8，他引：22
本文概括介绍了目前国内外分析剪力结构所采用的计算模型,并用虚拟原理推导了多垂直杆元模型的单元刚度矩阵,讨论了这一模型中相对转动中心高度的取值,接着提供了确定这一模型中的垂直杆元的轴向刚度和水平弹簧的抗剪刚度的计算方法,在计算抗剪刚度时,考虑了受弯和受剪之间的相互作用,使这一模型与实际结构更加符合,最后,提供了一个算例,并与试验结果比较,表明了该模型不仅力学概念清晰,计算简单,而且具有较好的计算精度 相似文献
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基于云南省建水县的建筑物、人口数量、生命线工程、地形地貌等数据,选取地震灾害损失风险评估因子,利用评估模型对设定烈度下可能造成的人员死亡、房屋破坏、滑坡密度等进行计算,给出地震灾害损失定量评估结果。在传统风险评估方法基础上,对无法建立灾害损失关系的承灾体用风险暴露量来代替灾害损失量进行风险评估。最后应用极差变换法对地震灾害损失的不同因子进行标准化,通过综合赋权划分地震灾害风险等级。结果表明:建水县地震灾害高风险的乡镇有5个,主要分布在建水北部的曲江,南部的南庄、西庄、临安、官厅一带;中风险乡镇有6个,低风险乡镇有3个。 相似文献
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基于提出水库水污染质迁移转化的三维数学模型,详细讨论了用无单元配点法求解三维水质模型的离散方法和计算过程.通过这些模型和方法,获取指定时间内密云水库库区水质状况、各种污染质分布、变化的三维定量描述.给出用2003年的边界条件对2003,2004,2005年库区的总氮总磷分布作出模拟和预测,得到其主要发展趋势.计算发现:底泥对总磷的贡献比较显著.从整体看,库区底泥及其它综合因素对总磷的影响因子很大.库东潮河流域表层水的生物或其它作用对总磷的影响比较突出.春夏秋库区内总氮浓度分布基本处于慢速递减趋势,而总磷浓度则逐步增高.秋冬春刚好相反,总氮浓度增高,总磷浓度降低.从年度发展整体看,总氮基本处于稳定态,总磷却存在逐年增长趋势,但这种趋势并不显著. 相似文献
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高层建筑抗震墙非线性分析的扩展铁木辛哥分层梁单元 总被引：9，自引：2，他引：9
在已证明三坚直线单元（Three-vertical-line element）和多竖直线单元（Multipli-vertical-line element)本质上为铁木辛哥分层梁单元（这里称之为扩展铁木辛哥分层梁单元）的基础上，本文进一步讨论这一单元模型。首先推导了单元刚度矩阵和内力表达式；然后讨论单元分别模拟轴向－弯曲和剪切滞变特性的理论根据；其次，根据试验结果，改进了Kabeyasawa提出的层位－压滞变模型；最后给出计算实例。 相似文献