基于FEM-SBFEM的坝-库水动力耦合简化分析方法

作者：许贺; 邹德高^*; 孔宪京

来源：工程力学, 2019, 36(12): 37-43.

• 比例边界有限元
• 附加质量阵
• 面板堆石坝
• 坝-库水动力相互作用
• 动水压力

在坝-库水动力流固耦合分析中,比例边界有限元方法(SBFEM)仅需对流固交界面进行离散,就可以模拟半无限域库水,节省了节点自由度个数,具有较高效率。但采用数值方法处理动水压力时得到的附加质量阵为满阵,进行大规模的面板坝弹塑性动力分析时用于求解方程的时间较多。该文根据动水压力附加质量阵的物理意义与分布特点,提出了一种基于FEM-SBFEM的坝与库水的动力耦合简化计算方法,仅需提供一个保留系数β(0≤β≤1.0)即可实现不同程度的动水压力附加质量阵化简,简单易行;将其应用在面板坝与库水的动力弹塑性耦合计算中,建议了β的取值范围,在保证具有良好精度的前提下大幅提高了计算效率。

• 单位
  大连理工大学; 海岸和近海工程国家重点实验室