一种模拟土体流动的连续体数值方法

发布时间：2017-06-06 04:11

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【摘要】：介绍了一种先进的能够处理土体流动问题的连续体数值模拟方法——粒子有限元法(PFEM)。这一方法不仅继承了传统有限元法扎实的数学理论基础(即每一个增量步分析均为经典拉格朗日有限元分析过程),同时还能绕开在大变形情况下由于固定网格拓扑结构带来的计算困难。详细阐述了粒子有限元法的基本思想以及如何基于已有的有限元法程序发展粒子有限元法,并揭示了粒子有限元法中的几个关键性技术。为验证粒子有限元法的准确性并展示其先进性,采用粒子有限元法模拟了准静态和动态颗粒柱的坍塌问题以及边坡稳定性问题。模拟结果表明:粒子有限元法特别适合于模拟包含岩土材料流固转换行为的大变形工程问题。
【作者单位】： 澳大利亚岩土科学与工程国家研究中心(纽卡斯尔大学);中南大学土木工程学院;
【关键词】： 粒子有限元法 任意大变形 自由表面演化 颗粒柱坍塌 山体滑坡
【基金】：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)课题(2014CB047001)
【分类号】：TU43
【正文快照】： 0引言随着电子计算机性能的不断提高,数值模拟日益成为实际工程问题分析的一种重要手段。在岩土工程领域,传统的基于拉格朗日描述的有限元法在数值分析中占据着主导地位。这是由于在拉格朗日有限元分析中,计算网格被固定在物体上随物体一起运动和变形,即在整个分析过程中网格

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