龙井水库大坝的渗流和稳定分析

本文以龙井水库大坝为例,运用有限单元法对粘土心墙坝的渗流进行分析计算,同时运用瑞典圆弧滑动法和简化Bishop法对粘土心墙坝的坝体稳定进行分析计算,在此基础上对水库大坝进行了渗流安全评价和稳定性安全评价。     

随机有限元动力分析方法的研究进展

对随机结构动力分析方法,包括随机模拟法、摄动随机有限元法、动态随机有限元法和正交展开法等进行了评述,介绍了该领域内的研究进展,并讨论了研究中存在的问题以及发展方向．      

青藏铁路冻土路基温度场随机有限元分析

从一阶Taylor展开式入手,结合冻土温度场计算有限元法,推导了冻土路基温度场随机有限元方程及有关计算公式,并对青藏铁路北麓河试验段冻土路基温度场进行了随机有限元分析,结果表明温度标准差与温度场的分布趋势大致相同,在垂直方向上,最大值都出现在路基上部,向下逐渐减小,但两者分布范围略有不同,路基内部标准差的分布范围明显较大,在一定深度处达到均化。     

渗流-应力耦合随机性分析方法与应用

基于摄动随机有限元法计算参数随机性对渗流-应力耦合问题的影响, 以渗透系数和弹性模量为基本随机量, 推导了渗流-应力耦合摄动随机有限元迭代格式, 在此基础上对现有计算渗流场和应力场的单场随机计算程序进行改造. 使用改造程序对某大坝渗流-应力耦合问题进行分析, 并与商用软件计算结果进行对比.结果表明, 两种方法计算结果基本一致, 揭示了工程实际中的流固耦合规律, 改造的程序还可以输出商用软件未涉及的随机特征.     

具有随机参数的含裂纹板弯曲应力强度因子的统计分析

本文首次应用随机有限元法研究了具有随机参数的含裂纹板裂纹尖端弯曲应力强度因子的统计性质。文中首先给出了杂交模式的裂纹尖端奇异单元的刚度矩阵,然后基于随机场的局部平均理论和一阶泰勒展开得到了应力强度因子均值和方差的计算公式。作为数例,详细讨论了杨氏模量、泊松比及板厚度的不确定性对应力强度因子的影响。     

随机杆系结构几何非线性分析的递推求解方法

建立了随机静力作用下考虑几何非线性的随机杆系结构的随机非线性平衡方程. 将和 位移耦合的随机割线弹性模量以及随机响应量表示为非正交多项式展开式,运用传统的摄动方法获 得了关于非正交多项式展式的待定系数的确定性的递推方程. 在求解了待定系数后,利用非 正交多项式展开式和正交多项式展开式的关系矩阵,可以很方便地得到未知响应量的二阶统计矩. 两杆结构和平面桁架拱的算例结果表明,当随机量涨落较大时,递推随机有限元方法比基于 二阶泰勒展开的摄动随机有限元方法更逼近蒙特卡洛模拟结果,显示了该方法对几何非线性 随机问题求解的有效性.     

随机有限元方法在断裂分析中的应用

在幂律非线性随机有限元基础上,以单边裂纹板为例给出计算含量钢继裂参数,J（J积分）,δ（裂纹张开位移）,Δ（由裂纹引起的裂纹板上下底面相对位移）,θ（由裂纹引起的裂纹板上下底在相对转角）及其对基本随机变量变化率的方法和分析算例。     

基于单源模糊数的模糊随机动态有限元方程的解法

本文提出一种模糊随机动态有限元方程的解法,指出利用单源模糊数和它的运算法则,可以把一个不含阻尼项的模糊随机动态有限元平衡方程转化为两类不同集合下的方程组,一种是模糊数方程,另一种是普通的动态有限元平衡方程。前者可用模糊数运算法则求解。通常这类方程的表达式非常简单,故很容易求解,后者可利用现有的求解随机动态随机有限元平衡方程的方法计算,这时求解该方程的计算量几乎等同于求解相应的普通随机动态有限元平衡方程的计算量。最后的算例表明,本文提出的方法与通常所用的γ截集法计算结果基本相同,而且所用的计算量远远小于用γ截集法所用的计算量。     

Three-Dimensional Shape Optimization of Arch Dams with Prescribed Shape Functions*, †

Development and application of shape optimization of double-curved arch dams are presented. A mathematical formulation of arch dam design is described, where design variables, objective function, and constraint functions are defined. The geometrical form of the arch dam and part of its load-carrying foundation are described by three-dimensional hyperelements. Design variables are identified as geometrical parameters of these hyperelements. For static analysis of the dam-foundation system, the finite element method is employed with eight node solid elements and an incompatible displacement function. Elements are automatically generated within the hyperelements in each design step. Four different load cases are considered to account for important design specifications. A complete static sensitivity analysis is performed and used in each design iteration. Partial derivatives of element stresses with respect to all design variables are computed within the finite element context. The optimization problem is solved by sequential linear programming. It is demonstrated that practical three-dimensional shape optimization is feasible and economical.     

随机结构动力反应分析的概率密度演化方法

提出了随机结构动力反应分析的概率密度演化方法．基于有限单元法基本原理，导出了含有随机参数的结构反应状态方程，进而，通过引入扩展状态向量，建立了随机结构反应的概率密度演化方程．将精细时程积分方法与Lax-Wendroff差分格式相结合，探讨了求解概率密度演化方程的数值方法．对一个8层层间剪切型随机结构进行了算例分析，并与Monte Carlo方法的结果进行了比较．研究表明，随机结构反应的概率密度具有演化特征，且概率密度曲线与正态分布差异甚大，甚至可能出现双峰曲线．     

A PREDICTIVE CONTROL METHOD TO OPERATE WATER GATE OF DAM

A new predictive control method for operating water regulating gate of dams is presented based on a hydraulic model. To consider the hydrodynamic behavior of surface waves through a reservoir, the shallow water equation is used with the discretization by the finite element method. This method provides the appropriate solution of outflow discharge which prevents the overflow of dam by the operation of water gate assuming that the inflow discharge is known as a function of some moment in the future. To show the applicability of this method, one dimensional channels with single and with multiple dams and Moriyoshizan dam reservoir have been computed as the numerical examples. It is shown that the water surface elevation of a reservoir is sufficiently controlled by the present method.     

随机结构在随机激励下的二阶摄动随机势能泛函及其应用

利用小参数摄动法,建立了随机结构在随机激励下的二阶振动随机势能泛函。并由此推导了二阶摄动随机变原理,作为应用,建立了随机有限元的计算列式。     

基于POD-RBF代理模型的迭代更新反演方法

针对常规的水工大坝等大型工程结构参数反演需要耗费大量有限元正分析机时的问题,建立了具有较好反演精度和泛化性能的POD-RBF代理模型和快速迭代更新反演算法。基于有限元分析获得足量数据样本,利用POD提取本征向量,并使用RBF方法进行插值得到有限元模型的代理模型;同时结合粒子群算法的全局寻优能力和高斯-牛顿法的快速局部收敛优势,建立了一种新的高效率迭代反演方法,并应用于混凝土大坝分区弹性模量反演。结果表明,该方法适用于大坝等大体积混凝土结构的力学参数反演。同时,相较于传统的单一反演方法,该方法在反演效率和反演精度两方面均显示出优势。     

The coupling of stochastic BEM and stochastic FEM with application in the reliability analysis of pile foundation

The coupling theory of the stochastic boundary element method and stochastic finite element method is put forward for the reliability analysis. Its application in the reliability analysis of pile foundation is illustrated.     

RTM充模过程数值模拟的隐式有限元算法

建立了基于欧拉方法描述树脂传递模塑(RTM)工艺充模过程的基本数学方程,并采用有限元隐式时间积分方法对基本方程进行了数值求解.编制了基于隐式有限元算法及传统有限元控制体算法的程序,通过具体算例比较了这两种算法的优缺点.与传统的有限元控制体法相比,该文提出的隐式有限元算法能节省计算时间,特别适合于单元、节点数目多的情况.隐式有限元算法是一种纯有限元方法,不需要使用控制体积技术,采用该算法计算出的流动前沿与时间步长无关.     

具有随机参数的含裂纹板弯曲应力强度因子的统计分析

本文首次应用随机有限元法研究了具有随机参数的含裂纹板裂纹尖端弯曲应力强度因子的统计性质。文中首先给出了杂交模式的裂纹尖端奇异单元的刚度矩阵,然后基于随机场的局部平均理论和一阶泰勒展开得到了应力强度因子均值和方差的计算公式。作为数例,详细讨论了杨氏模量、泊松比及板厚度的不确定性对应力强度因子的影响。     

A method of solving the fuzzy finite element equations in monosource fuzzy numbers

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｅｎｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｐａｐｅｒｓａｂｏｕｔｔｈｅｆｕｚｚｙｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ[1～ 3],ａｎｄｆｕｚｚｉｎｅｓｓａｎｄｒａｎｄｏｍｎｅｓｓａｒｅｔｗｏｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ .Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｕｌｅｓｏｆｆｕｚｚｙｎｕｍｂｅｒｓａｎｄｉｎｔｅｒｖａｌｎｕｍｂｅｒｓ,ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｆｕｚｚｙａｎｄｒａｎｄｏｍｆａｃｔｏｒｓｃａｎｂｅｔｒａｎｓｐｏｓｅｄｉ…     

随机有限元方法与结构可靠性

简要介绍和综合论述了随机结构的有限元分析及可靠性分析方法的研究及发展情况．包括随机结构的离散化、随机有限元控制方程的求解、随机有限元可靠性方法及随机结构的可靠性分析等．讨论了随机结构分析中存在的一些问题．概要论述了可能的发展方向．     

等参局部平均随机场和Neumann随机有限元法

本文提出了二维连续平稳随机场的一种新的表述方法—等参局部平均随机场模型,并将它引入Neumann随机有限元法。算例表明,本文的方法是有效的且能提高精度和计算效率。     

随机晶界分布对铝多晶材料晶间破坏行为的影响

采用二维随机有限元方法研究了准静态拉伸载荷下细观随机不均匀的粗晶粒铝多晶试件晶间破坏的力学行为.探讨了随机晶界的数量和分布对材料断裂性能的影响.