數(shù)值流形方法及其工程應(yīng)用研究.pdf

1、實(shí)際工程中普遍存在連續(xù)與非連續(xù)變形問(wèn)題，其數(shù)值模擬方法呈現(xiàn)兩極分化的態(tài)勢(shì)。一方面是以有限元方法(FEM)為主的、基于完全連續(xù)或等效連續(xù)假說(shuō)的連續(xù)性分析方法；另一方面則是以非連續(xù)變形分析(DDA)與離散單元法(DEM)為代表的基于塊體理論、離散介質(zhì)假說(shuō)的完全非連續(xù)性分析方法。數(shù)值流形方法(NMM)采用有限覆蓋技術(shù)建立了連續(xù)與非連續(xù)問(wèn)題的統(tǒng)一求解格式，得到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。本文深入研究數(shù)值流形方法，在進(jìn)一步完善和改進(jìn)的基礎(chǔ)上，探討其在水利

2、工程中的應(yīng)用技術(shù)。 主要成果如下：(1)在石根華早期數(shù)值流形方法計(jì)算程序的基礎(chǔ)上，完善了邊界約束的處理方法，并采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(OOP：Objected-Oriented-Programming)方法，運(yùn)用VisualC++研制了WindowsXP平臺(tái)上的可視化數(shù)值流形方法計(jì)算程序，并用算例予以驗(yàn)證。 (2)詳細(xì)比較了數(shù)值流形方法和有限元方法等的相互關(guān)系，探討了數(shù)值流形方法權(quán)函數(shù)的形成過(guò)程和特點(diǎn)，以及對(duì)接觸問(wèn)題的處理

3、方法。以加權(quán)余量法為基礎(chǔ)，研究了NMM、FEM、EFGM和DDA等的試函數(shù)構(gòu)造方式。 (3)運(yùn)用所研制的數(shù)值流形方法計(jì)算程序，分析重力壩應(yīng)力狀態(tài)，并與有限元法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，證明計(jì)算結(jié)果是合理可信的。應(yīng)用數(shù)值流形方法計(jì)算大變形的能力，采用降強(qiáng)法深入分析了重力壩的滑動(dòng)變形規(guī)律，建立了確定壩基面極限內(nèi)摩擦角的準(zhǔn)則，提出了重力壩抗滑穩(wěn)定分析的數(shù)值流形方法。 (4)考慮非穩(wěn)定滲流的影響，運(yùn)用所研制的數(shù)值流形方法計(jì)算程序，深入研