建筑物影響下的堤壩潰決水流數(shù)值模擬方法

爆炸波影響地下結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬方法——采用動力有限元，利用特有的爆炸單元直接計算炸藥在巖土介質(zhì)中爆炸、爆炸波傳播及遇到地下洞室對其產(chǎn)生影響的全過程，并針對某現(xiàn)場大型地下洞室抗爆試驗，利用數(shù)值模擬，分析計算與現(xiàn)場爆炸、地質(zhì)、洞室支護等條件相同情況...

為了深入地認(rèn)識泄水建筑物摻氣水流的復(fù)氧過程,該文應(yīng)用水氣兩相流混合模型計算了包括水墊塘在內(nèi)的泄水建筑物水體的摻氣濃度、流速、紊動粘性系數(shù)等特征參數(shù)。應(yīng)用氣泡界面?zhèn)髻|(zhì)理論建立了摻氣水流的溶解氧對流擴散方程。不同試驗工況的結(jié)果驗證了摻氣復(fù)氧數(shù)學(xué)模型的合理性和可靠性,表明該模型符合壩身泄流的特點,充分體現(xiàn)了過壩水流對大氣的卷吸與紊動混摻。

通過考慮社區(qū)和樓房內(nèi)部的容水性,引入侵入水量的概念,建立了能夠模擬建筑物密集城區(qū)潰堤水流運動的數(shù)學(xué)模型。該模型采用有限體積法對淺水方程進行非結(jié)構(gòu)離散,通過roe格式計算界面數(shù)值通量,給出了侵入水量的合理估算方法。通過物理模型的試驗結(jié)果驗證了本文模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。最后應(yīng)用該模型對哈爾濱市可能發(fā)生的潰堤洪水進行模擬,計算結(jié)果表明,該模型能較好地模擬潰堤洪水在城區(qū)內(nèi)的運動過程,侵入系數(shù)的變化對計算結(jié)果有比較明顯的影響。

給出了一種適用于計算建筑結(jié)構(gòu)非定常繞流風(fēng)場的大渦數(shù)值模擬算法.該算法基于有限差分法,采用曲線坐標(biāo)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,能精確描述形狀復(fù)雜的物面邊界,為下一步準(zhǔn)確模擬含有因結(jié)構(gòu)受風(fēng)變形所致運動邊界的繞流場奠定了基礎(chǔ).該算法采用投影法解耦納維-斯托克斯方程中的壓力和速度,對非定常流場的時間步進采用二階adams-bashforth方法.采用同位網(wǎng)格以減少計算所需內(nèi)存,為了平抑同位網(wǎng)格下中心差分格式導(dǎo)致的固有壓力波動現(xiàn)象,計算對流速度時采用rhie-chow動量插值方法,利用編制的曲線坐標(biāo)系下大渦模擬數(shù)值計算程序,對德州理工大學(xué)(ttu)建筑足尺模型繞流風(fēng)場進行了模擬,所得結(jié)果與現(xiàn)場實測和風(fēng)洞試驗結(jié)果進行了比較.結(jié)果表明,本文算法是建筑結(jié)構(gòu)非定常繞流風(fēng)場數(shù)值模擬的有效方法.

隨著城市地下空間的開發(fā)利用,淺埋隧道穿越地面建筑物施工問題引起了越來越多的關(guān)注。以北京某地鐵車站為例,采用3類數(shù)值模擬方法對建筑物下地鐵車站動態(tài)施工全過程進行了模擬計算,對比分析了不同模擬方法對地表、圍巖及支護結(jié)構(gòu)受力變形的影響。結(jié)果表明:在不考慮建筑物及其荷載情況下地表、圍巖及支護結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形最小;在考慮建筑物存在情況下地表沉降量、基礎(chǔ)沉降差及地表水平位移量較小,但沉降槽寬度較大;將建筑物上部結(jié)構(gòu)簡化成均布荷載時,基礎(chǔ)存在與否對地表沉降曲線影響不大,但基礎(chǔ)的存在可以減小地表水平位移、車站拱頂下沉、支護結(jié)構(gòu)變形及立柱軸力。文章最后將計算沉降值與實測值進行了對比,考慮建筑物存在情況下的計算沉降值與實測值最為接近。

巖屑回注技術(shù)經(jīng)濟環(huán)保,但其發(fā)展時間較短且漿液流變學(xué)性質(zhì)復(fù)雜。為探究漿液與地下水流動系統(tǒng)的相互作用,開發(fā)模擬器,建立孔隙/裂隙介質(zhì)中賓漢流體型漿液的巖屑回注三維全隱式積分有限差分模型,通過流體狀態(tài)方程編程實現(xiàn)其運移模擬。模擬器綜合考慮了漿液的非牛頓流動過程,漿液與水的混合流動過程,漿液與水混合流體的沉淀與稀釋過程,沉淀對地層孔隙度、滲透率的影響。從而實現(xiàn)對三維非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、非均質(zhì)孔隙/裂隙介質(zhì)中的漿液運移情況的數(shù)值模擬,在不同巖性、漿液性質(zhì)、注入條件下,分析漿液運移規(guī)律、地層壓力分布、蓋層封閉性,預(yù)測回注儲量,確定最優(yōu)回注方案,評估潛在風(fēng)險。通過理想模型展示模擬器功能,發(fā)現(xiàn)漿液在停注期產(chǎn)生大量沉淀堵塞地層,因而間歇回注會使得地層壓力激增而更快達到破裂壓力。實際工程中應(yīng)特別注意短周期間歇注入對地層的損害。

文章結(jié)合某一強夯工程實例,利用bim技術(shù)中midas數(shù)值軟件模擬了在強夯沖擊荷載作用下,產(chǎn)生的振動對臨近建筑物的受力和變形影響。分析了在一定受力、變形特征的各因素,探討了強夯振動對臨近建筑物的影響程度;提出合理的強夯設(shè)計施工參數(shù)、強夯安全施工距離及有效的減振隔振措施,為今后類似的工程的設(shè)計與施工提供借鑒與指導(dǎo)。

為研究類矩形盾構(gòu)施工對鄰近十字交叉梁基礎(chǔ)框架建筑物的影響,基于建筑物-土體-隧道之間的共同作用,本文采用midas/nx軟件建立類矩形盾構(gòu)隧道垂直下穿十字交叉梁基礎(chǔ)框架建筑物的三維有限元模型,考慮隧道水平位置改變和土質(zhì)條件的影響,分析建筑物受類矩形盾構(gòu)施工影響的變形和受力規(guī)律。研究結(jié)果表明,當(dāng)隧道軸線到建筑物中軸線的水平距離l=0m時,隨著隧道開挖的進行建筑物的沉降量增大；框架最大第一主應(yīng)力和最大剪應(yīng)變總體上增大；土質(zhì)條件改變影響較大；隨著l增大,框架的最大第一主應(yīng)力和最大剪應(yīng)變呈現(xiàn)減小趨勢,建筑物產(chǎn)生向隧道一側(cè)的傾斜,l增大到一定距離后建筑物幾乎不受影響。

進行了湄余公路某標(biāo)段換土填石基坑開挖施工過程對鄰近建筑物的影響的數(shù)值模擬研究,并提出了相應(yīng)的地基加固措施和建議,以保證民房安全的情況下,公路換土填石順利施工。

采用計算流體動力學(xué)cfd軟件對杭州灣跨海大橋、海中平臺與觀光塔進行了數(shù)值模擬,通過比較表面風(fēng)壓分布,得出了對不同高度的建筑物可以采用不同的方法模擬實際風(fēng)環(huán)境。

基坑開挖引起的近鄰建筑物沉降變形是多種因素耦合作用的結(jié)果,現(xiàn)有的計算理論很難考慮這種多因素的耦合作用。針對這一問題,采用大型工程軟件flac-2d對土釘墻支護形式下基坑開挖引起的近鄰建筑物沉降問題進行了數(shù)值模擬分析,得出了一些基本結(jié)論:基坑開挖深度較小時,建筑物的絕對沉降量隨基坑開挖深度的增加而接近線性增加,并受建筑物層數(shù)的影響較大;建筑物的不均勻沉降隨基坑開挖深度的增加而增加,但增加量隨建筑物距基坑距離的增加而減小;建筑物的傾斜方向隨建筑物與基坑距離的增加由背離基坑方向轉(zhuǎn)變?yōu)槌蚧臃较虻取?/p>

文章結(jié)合某一強夯工程實例,利用bim技術(shù)中midas數(shù)值軟件模擬了在強夯沖擊荷載作用下,產(chǎn)生的振動對臨近建筑物的受力和變形影響。分析了在一定受力、變形特征的各因素,探討了強夯振動對臨近建筑物的影響程度;提出合理的強夯設(shè)計施工參數(shù)、強夯安全施工距離及有效的減振隔振措施,為今后類似的工程的設(shè)計與施工提供借鑒與指導(dǎo)。

文章結(jié)合某一強夯工程實例,利用bim技術(shù)中midas數(shù)值軟件模擬了在強夯沖擊荷載作用下,產(chǎn)生的振動對臨近建筑物的受力和變形影響。分析了在一定受力、變形特征的各因素,探討了強夯振動對臨近建筑物的影響程度；提出合理的強夯設(shè)計施工參數(shù)、強夯安全施工距離及有效的減振隔振措施,為今后類似的工程的設(shè)計與施工提供借鑒與指導(dǎo)。

本文運用已建精細(xì)城市pbl模式,用拖曳力法考慮城市建筑物的影響,并以北京前三門地段板房為例,通過8個數(shù)值試驗具體研究了建筑物對氣象場的影響。結(jié)果表明:前三門地段板房的有無對風(fēng)速、湍能和nox濃度的影響較明顯。有板房比沒有板房時30m處水平總風(fēng)速減少0.03～0.10m/s,湍能增大0.02～0.14m2/s2。板房對水平總風(fēng)速的影響大于0.01m/s的范圍為:迎風(fēng)向和背風(fēng)向約400～500m,側(cè)風(fēng)向約100～200m;垂直方向的影響高度約為150m,在30m高度附近影響最大。對湍流動能的影響范圍與風(fēng)速的類似。對nox濃度的影響以地面為最大,其影響程度及影響范圍和板房與污染源的相對位置以及板房與周圍建筑物的距離有關(guān)?？傊?在高分辨的邊界層模式中,用拖曳力法考慮城市建筑物的影響是可行和必要的。

含閘墩溢流壩三維過壩水流數(shù)值模擬——利用有限體積方法對含閘墩溢流壩過壩水流三維流場進行數(shù)值模擬，采用k-ε兩方程模型模擬湍流，利用流體體積（vof）法確定自由水面線，分別對兩種墩型過壩水流進行計算，給出了3種水頭下的水面線及壩面壓力，通過與實驗結(jié)果...

在蓄洪區(qū)水流數(shù)值模擬中,對于含有生產(chǎn)堤和公路等線狀建筑物的處理方法存有一定問題,根據(jù)水流在生產(chǎn)堤內(nèi)外運動的不同特點,考慮生產(chǎn)隔堤等阻水建筑物的影響,在網(wǎng)格設(shè)計和模型方法上進行改進,建立適合模擬蓄洪區(qū)內(nèi)存在生產(chǎn)隔堤等線狀建筑物時水流運動的數(shù)學(xué)模型。

建筑物繞流是一種典型的鈍體繞流形式,而鈍體繞流通常具有非穩(wěn)態(tài)流動特征,本文主要工作是對建筑物繞流的非穩(wěn)態(tài)流場進行數(shù)值模擬研究。首先采用了rngk-ε模型對方柱繞流進行非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬研究,通過與實驗以及大渦模擬結(jié)果進行比較,發(fā)現(xiàn)rngk-ε模型可以獲得滿意結(jié)果;接著又對一種典型的建筑物繞流形式進行數(shù)值模擬研究,分別采用了穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)模擬方法,模擬結(jié)果表明了采用非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬方法可以獲得與實驗以及大渦模擬更為接近的結(jié)果。

數(shù)值模擬方法在置換通風(fēng)中的應(yīng)用——文章介紹了置換通風(fēng)的原理、特性及其發(fā)展，分析了數(shù)值模擬技術(shù)在置換通風(fēng)的應(yīng)用。以fluent軟件在暖通空調(diào)領(lǐng)域中的應(yīng)用為例，綜述了其對工作區(qū)域和非工作區(qū)域氣流的數(shù)值模擬，分析謄內(nèi)污染物濃度分布的變化情況的基本流程。得...

數(shù)值模擬方法在置換通風(fēng)中的應(yīng)用——介紹了置換通風(fēng)的原理、特性及其發(fā)展，分析了數(shù)值模擬技術(shù)在置換通風(fēng)的應(yīng)用。以fluent軟件在暖通空調(diào)領(lǐng)域中的應(yīng)用為例,綜述了其對工作區(qū)域和非工作區(qū)域氣流的數(shù)值模擬，分析室內(nèi)污染物濃度分布的變化情況的基本流程。得出利...

構(gòu)造變形數(shù)值模擬方法可以綜合利用地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等方法的研究成果,建立和模擬不受時空限制的各種地質(zhì)模型,是現(xiàn)代地球科學(xué)研究的重要方法之一。文章以造山帶、盆地及褶皺的模擬為重點,綜述了數(shù)值模擬方法在構(gòu)造變形研究中的應(yīng)用,總結(jié)了在地質(zhì)構(gòu)造變形研究中進行數(shù)值模擬的2大類方法,分析評價了幾種通用數(shù)值模擬軟件的特點及其在構(gòu)造變形研究中的應(yīng)用;從地質(zhì)模型的建立、力學(xué)模型的建立、計算模型的建立、模擬結(jié)果的分析與評價等方面,分析討論了進行構(gòu)造變形數(shù)值模擬時應(yīng)注意的問題。

通過分析巖石力學(xué)數(shù)值模擬方法在采礦工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀,從技術(shù)層面、經(jīng)濟價值層面以及教學(xué)實踐,即人才培養(yǎng)層面三個層面對巖石力學(xué)數(shù)值模擬方法的具體選擇與應(yīng)用進行細(xì)致的討論。由于采礦工程在造價和穩(wěn)定性程度等方面區(qū)別于其他工程,因此選擇一個對的方法是極其重要的,這種方法要求達到巖石力學(xué)中數(shù)值計算的精準(zhǔn)度下限,同時又因為數(shù)值模擬方法本身存在著誤差,因此選擇一個在上限與下限之間的方法是我們的目標(biāo)。數(shù)值模擬的精準(zhǔn)度與技術(shù)投入、經(jīng)濟投入和人才投入都有一定的關(guān)系,因此我們從這三方面來具體探討巖石力學(xué)方法的選擇與應(yīng)用。

對當(dāng)前國內(nèi)外常用的建筑火災(zāi)煙氣運動的數(shù)值模擬方法進行了綜合分析,闡述了各種數(shù)值模擬方法的主要思想,介紹了基于各種模擬方法火災(zāi)模擬軟件的發(fā)展現(xiàn)狀;討論了各種數(shù)值模擬方法的特點與不足,指出了各種方法的適用范圍,提出今后一段時間內(nèi)我國建筑火災(zāi)煙氣運動數(shù)值模擬的發(fā)展方向.