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 16:02:35
32楼
然后坝体进行二次剖分,根据施工进度要求按混凝土的浇筑层的薄层厚度进行剖分,比如:碾压混凝土坝,浇筑层的厚度为0.3~0.5m。剖分完毕后,把单元的结点号、结点坐标值提取出来,生成另一个已知的数据文件,记为数据文件2。
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wanggong9402
2009年04月20日 16:02:51
33楼
为了使数据文件2与数据文件1中结点编号有序性和规律性一致,建议不要用ANSYS网格重剖分技术。在实现混凝土温度场的浮动网格法的仿真计算时,首先计算的是混凝土的浇筑层(即薄层的)的温度场,而此时薄层的单元结点坐标信息,就读取数据文件2。
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wanggong9402
2009年04月20日 16:03:09
34楼
当同一升程内(连续浇筑的若干薄层)的各薄层混凝土最小龄期达到预定龄期(如28d)后,将这些薄层单元合并为厚层单元,这时计算合并后的厚层单元的温度场,就读取数据文件1;而刚浇筑的薄层在计算温度场时,读取数据文件2。
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wanggong9402
2009年04月20日 16:03:26
35楼
也就是说,在整个浮动网格计算过程的中,无论是合并后的厚层的单元结点信息,还是浇筑薄层的单元结点信息,都是从已知的数据库文件来读取,而不再进行繁琐的计算。既能够计算均匀剖分的坝体温度场和应力场的浮动计算,又能够计算不均匀剖分的坝体温度场和应力场的浮动计算,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 16:03:41
36楼
这样,只要能够用大型软件合理的将坝体分别按合并层和浇筑层进行剖分,生成已知的单元和结点信息文件,就能够进行网格浮动法的计算,它的条件限制是:每一合并的厚层的网格数和每一未合并的浇筑层的网格数在图中坐标系x、z方向是相等的。
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wanggong9402
2009年04月20日 16:03:57
37楼
温度应力场的浮动网格法的仿真计算原理和温度场的一样,不在赘述。不同的只是结点的应力不能简单地相加,而应进行适当的处理。
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wanggong9402
2009年04月20日 16:04:14
38楼
分为以下3种情况:[2](1)如感兴趣的是合并后的某一点应力,可对合并前的应力进行插值,得到该点的应力值;
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wanggong9402
2009年04月20日 16:05:10
39楼
(2)如感兴趣的是合并前的某一点应力,可对合并后的应力进行插值,得到该点的应力值;
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wanggong9402
2009年04月20日 16:05:37
40楼
(3)如感兴趣的点既不是是合并前的积分点,也不是合并后的积分点,就要对合并前、后的应力分别进行插值,得到该点的应力值,然后相加。
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wanggong9402
2009年04月20日 16:06:05
41楼
4结论
目前市场上关于有限元的大型软件主要有,ANSYS、ADINA、ABAOUS等,特别是ANSYS应用的比较普遍,前处理功能比较方便,灵活性较大,既可通过命令流进行有规律的有限元剖分,也可通过图形界面运行环境进行手动剖分。一般命令流的优点是剖分速度快,不易出现错误,对于大型工程的剖分可以实现程序化,但是它一般要求结构剖分规律性较强。而对于剖分比较灵活,规律性不强的结构来说,通过图形界面运行环境进行手动剖分比较方便,它的缺点是耗费时间较长。
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