[发明专利]一种基于耦合理论的长线输水结构动力时程分析建模方法

摘要

本发明公开的是一种基于多重耦合理论的长线输水结构动力时程分析的建模方法，涉及有限元辅助设计技术领域，主要包括如下步骤：(1)对长线输水结构进行结构分析，定义有限元模型所需单元类型和材料性质；(2)利用约束方程耦合法，实现考虑岩层突变的长线结构的多节段耦合；(3)利用流固耦合法，实现非粘可压缩水体与结构的耦合；(4)利用粘弹性边界元与岩层有限元的耦合，实现离散点处地震时程波的输入；(5)对长线输水结构进行动力时程计算。本发明依托ANSYS软件,解决了考虑地震能量散射和基岩弹性恢复力的长线输水结构模拟困难，计算效率低的问题，本发明的方法可广泛使用于各类长线输水结构在地质突变及多过水工况下的时程性能研究。

主权项

1.一种基于耦合理论的长线输水结构动力时程分析建模方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：根据长线输水管线及岩层的结构特点和基岩边界条件，确定实体结构、水体和边界元所需单元类型、材料性质和弹簧—阻尼器的实常数；步骤2：建立输水结构及周边岩层的各节段有限元模型，以约束方程耦合的方式完成毗邻节段间的连接；步骤3：模拟管线内水体，利用流固耦合法以FSI标签指定流固耦合接触面，实现非粘可压缩水体与结构的耦合连接；步骤4：模拟基岩边界的粘弹性约束，实现粘弹性边界元与岩层有限元的耦合，进行三向地震作用下底边界离散点处节点力型地震时程的输入；步骤5：对长线输水结构进行动力时程计算，获取结构的应力及变形结果。