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水利工程论文-大型渡槽抗震分析中流体的位移有限元模式.doc水利工程论文-大型渡槽抗震分析中流体的位移有限元模式.doc

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水利工程论文大型渡槽抗震分析中流体的位移有限元模式摘要利用弹性体与流体位移运动方程的相似性,将弹性体有限元模式直接用于流体有限元计算,使得整个渡槽流固耦合系统具有统一的有限元计算模式。数值计算表明,这种流体有限元模式计算简便,易于工程应用,具有较好的计算精度,满足工程计算的要求。关键词大型渡槽抗震分析流体位移有限元我国目前在建的广东省东江深圳供水改造工程建有3座大型渡槽,其设计流量为90M3/S,是目前国内在建的流量最大的渡槽,已经开工的南水北调工程将有更多的、流量更大的大型渡槽,这些大型渡槽都面临着同一个问题结构抗震,如何评估地震对渡槽结构的作用与影响,是渡槽结构设计中的重要问题。大型渡槽中水量大,流体重量与结构重量相当或甚至超过结构重量,在地震及脉动风作用下,槽内水体的大质量运动会对渡槽结构的动力特性及地震、脉动风反应产生重要影响,因此流体的作用是不可回避且必须加以考虑的问题。渡槽体系振动时,流体会伴随着结构的振动而产生晃动,反过来流体的晃动又将对结构的振动产生影响,这是一个较为复杂的流体结构相互作用问题。在渡槽抗震计算中,采用的有限元法有两类计算格式一种以流体压力或流体速度势为待求未知量1,利用流体运动方程与结构弹性体运动方程的相似性2,可得到与结构有限元格式相一致的流体有限元计算模式,但由于结构通常采用位移模式,使得结构面上位移与压力协调关系不易处理;另一种有限元模式3以流体位移为待求未知量,流体与结构均为位移计算格式,流固交接边界易于处理,容易应用标准的有限元程序,适用面广,适合于复杂渡槽结构流体的相互作用问题,但位移模式待求未知量的个数多于压力模式,占用的计算机内存较多,且容易产生伪模态,当然目前的微型机内存可配得足够的大,可满足绝大多数的工程计算问题,至于伪模态可通过数值处理方法加以克服3。渡槽抗震计算一般情况要计算两个水平方向横向和纵向及一个竖直方向的地震作用,在横向与竖向,槽身结构与流体在正法向发生相互作用,这种法向相互作用对结构与流体的运动具有很大的影响,而在纵向,槽身与流体仅在切向发生相互作用,如果水体假设为理想流体无粘性,则槽身与水体之间并不传递剪力,无相互作用,事实上,水体的粘性很小,槽身与流体在交接面边界层的切向相互作用可忽略不计。只有横向水平地震、竖向地震作用下,才有必要考虑流体与结构的相互作用。本文就大型渡槽抗震分析中流体的位移有限元
编号:201312122151265329    类型:共享资源    大小:32.47KB    格式:DOC    上传时间:2013-12-12
  
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本文标题:水利工程论文-大型渡槽抗震分析中流体的位移有限元模式.doc
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