《強震作用大型結構非線性回響高效數值方法》是依託清華大學，由劉天雲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：強震作用大型結構非線性回響高效數值方法
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：劉天雲
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對強震作用大型結構動力非線性回響，研究準確的力學模型與高效的數值方法。首先，基於廣義傳遞矩陣法探索適用於地震動自由場輸入的二維、三維精細化模型和計算方法；其次，一方面針對半無限遠場地基，通過組合雙向波動運算元，構造二、三維高階精度、彈性波、離散型人工邊界條件，以及人工邊界角點的協調方程；另一方面針對近場有限區域，研究動態接觸力-接觸位移狀態向量增量的計算模型以及動接觸力算法，建立位移-速度動態接觸摩擦條件，並發展基於疊代-數學規劃相結合的高效算法；最後，對大規模動力非線性數值模擬問題，構造Euler前向-後向組合的高效時域數值積分方法，具有自起步、無算法參數、單求解器、二階精度，且適用於線性與非線性問題，特別是剛性與接觸問題。本項研究解決大型結構抗震問題中的共性的、核心的計算力學問題，不但能拓寬計算固體力學基本理論方法，而且能為強地震作用大型工程結構非線性回響提供準確、高效的計算手段。
結題摘要
本項目針對強震作用大型結構動力非線性回響，研究了準確的力學模型與高效的數值方法。首先，基於廣義傳遞矩陣法探索適用於地震動自由場輸入的二維、三維精細化模型和計算方法；其次，研究了動態接觸力-接觸位移狀態向量增量的計算模型以及動接觸力算法，建立位移-速度動態接觸摩擦條件，並發展基於疊代-數學規劃相結合的高效算法；對大規模動力 非線性數值模擬問題，構造Euler前向-後向組合的高效時域數值積分方法，具有自起步、無算法參數、單求解器、二階精度，且適用於線性與非線性問題；第三，套用振動台試驗探索了砂土液化阻尼器，直接測得阻尼力與速度關係曲線，並套用於大壩泄洪振動減振控制中，不但提高了大壩極限抗震能力，而且獲得了與計算模型相適宜的阻尼器模型；最後，探索了高土石壩建設中振動利用問題，研製無人駕駛碾壓築壩技術，智慧型控制碾壓密實參數，具有不漏碾、不過碾、不交叉碾壓、不超速、自主決策碾壓過程的特點。另外，還研發了連續碾壓施工壓實質量的振動能量線上檢測方法。本項研究解決大型結構抗震問題中的共性的、核心的計算力學問題，不但拓寬了計算固體力學基本理論方法，而且為強地震作用大型工程結構非線性回響提供了準確、高效的計算手段。
