数值流形方法及接触参数的进一步探讨

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岩体是一种由许多裂隙节理分割而成的不均匀介质,将它单纯地看作连续介质用有限元法等来计算或单纯看成离散介质用离散元法来计算都将是不准确的。因此,模拟连续与非连续介质力学行为成为目前岩石力学研究的一个热点。数值流形方法能够把有限元与DDA有机地结合在一起,有效模拟连续与不连续介质及大变形力学问题,因而近年得到很快的发展。尽管如此,在数值流形方法中,对于模拟不连续接触状态而设置的弹簧刚度只是有其大致的取值范围,如何选择具体有效的数据一直没有很好的解决办法。针对这一问题,本文系统总结与分析了各种数值方法在处理接触问题时的特点,及它们各自存在的问题,并深入分析了数值流形方法在处理接触时特殊性,将Desai单元控制嵌入的思想引入到数值流形方法中,建立了弹簧系数与嵌入深度之间的关系式,使弹簧系数问题得到了很好地解决;除此之外,分析了三角形单元的接触特点和规律,编制了能够动态识别接触单元信息的子程序。
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