浮动网格法和ANSYS结合解决坝体不均匀剖分时的温控计算
wanggong9402
2009年04月20日 15:38:11
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摘 要:由于非均匀剖分在坝体温控计算中是不可避免的,而通常采用的浮动网格法在处理该问题时实现计算编程很困难,文中提出了用大型有限元软件ANSYS和自己编制的有限元计算程序相结合的方法,来处理在坝体不均等网格剖分的情况下坝体的温控计算,实现了在大体积混凝土温控计算中网格浮动法的普遍应用。

摘 要:由于非均匀剖分在坝体温控计算中是不可避免的,而通常采用的浮动网格法在处理该问题时实现计算编程很困难,文中提出了用大型有限元软件ANSYS和自己编制的有限元计算程序相结合的方法,来处理在坝体不均等网格剖分的情况下坝体的温控计算,实现了在大体积混凝土温控计算中网格浮动法的普遍应用。
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wanggong9402
2009年04月20日 15:45:56
12楼
于x方向的总长度除以该层在x方向的单元总数,每个单元在x方向的尺寸为一常数,则每个单元结点的
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wanggong9402
2009年04月20日 15:46:14
13楼
x坐标值通过累加这一常数便可求得。由于合并后的厚层层数、每一厚层的高度、以及浇筑的薄层数、薄层的高度都是已知的,即可以算出每一层单元的y 方向的坐标值,此值即为每一层单元的结点y坐标值。这样对于坝体在x、z方向是均等分的情况,刚浇筑的小层的单元的结点坐标比较方便的计算出来。
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wanggong9402
2009年04月20日 15:46:33
14楼
但是,如果在x、z方向的网格剖分数分别是不均等的,同样在知道每一层x、y、z方向的长度的条件下要想算出刚浇筑薄层单元的结点信息是很困难的。此外,前处理程序在编制方面也相应的繁琐,甚至由于不同的工程具有不同情况的剖分,就要大量的修改前处理程序,若要编制通用的前处理程序由于编程计算中的繁琐和工作量的巨大,对于不均匀剖分的坝体仍用均等剖分情况下的方法实现浮动网格法的计算在短期内是不可能实现的。
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wanggong9402
2009年04月20日 15:46:50
15楼
2坝体不均匀网格剖分的客观需要
2.1 温控计算的需要
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wanggong9402
2009年04月20日 15:47:06
16楼
大体积混凝土温控计算中,边界层混凝土和内部混凝土相比,受外界气温变化影响较大。为了更准确的反映混凝土的边界层温度变化情况,一般在计算大体积混凝土温控时,往往在靠近边界的混凝土层的网格剖分比较密一些,而内部的网格比较大一些,如图2。这种情况的剖分就形成了同一浇筑层中剖分网格的单元尺寸在x方向的不均等。
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wanggong9402
2009年04月20日 15:49:31
17楼
图二图二图二图二图二图二
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wanggong9402
2009年04月20日 15:50:20
18楼
2.2 结构影响的需要
有时坝体中由于有纵缝的存在,为了更准确的反映纵缝对应力的影响,在靠近纵缝附近的混凝土层的单元剖分比较密集一些,远离纵缝的混凝土单元剖分比较大一些。这样在同一浇筑层中网格剖分的单元尺寸在x方向是不均等的。见图3。同样由于在坝体上有廊道的存在,为了更准确的反映廊道周围的应力情况,廊道周围混凝土层网格剖分的就比较密集一些,同样在坝体中同一浇筑层中网格剖分的单元尺寸在x方向是不均等的,见图4。
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wanggong9402
2009年04月20日 15:53:10
19楼
图三图三图三图三图三图三
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wanggong9402
2009年04月20日 15:54:01
20楼
图四图四图四图四图四图四图四图四图四
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wanggong9402
2009年04月20日 15:55:57
21楼
2.3考虑综合因素计算的需要
在实际的计算中,除考虑单一因素外,往往考虑综合因素的情况很多,如既考虑纵缝的存在,也要考虑边界混凝土层对温度变化的敏感性。这中情况剖分模型见图5。这样坝体剖分形式更为复杂,在x方向更不具有均匀性和规律性。
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