国家高技术研究发展计划(2012AA01AA307)
- 作品数：14 被引量：61H指数：6
- 相关作者：金先龙王小庆张伟伟杨勋楼云锋更多>>
- 相关机构：上海交通大学上海核工程研究设计院上海市隧道工程轨道交通设计研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学交通运输工程自动化与计算机技术更多>>
- 并行有限元网格生成方法及其应用被引量：4
- 2015年
- 大型工程数值仿真中,在前处理阶段需要生成千万甚至亿量级的网格,传统的串行网格生成方法由于内存和时间的限制,难以处理如此规模的网格。针对此问题,本文提出了一种大规模网格并行生成方法。首先基于推进波前法对几何模型进行初始体网格划分,接着利用图论理论进行区域分解,并通过表面单元恢复保持其几何精度,然后通过分裂法进行网格的并行生成。将所述方法应用到实际大型工程数值仿真前处理阶段,结果表明所述方法可以获得较好的并行效率,同时所产生的网格质量可以满足后续计算需要。
- 王小庆金先龙
- 关键词：推进波前法分裂法
- 超高层建筑幕墙施工过程分析被引量：4
- 2013年
- 传统的幕墙结构设计,往往忽略施工过程对其安全性的影响,这种近似的分析方法会与实际情况有较大差异,结果不可信。尤其对于超高层建筑,其施工过程中力学变化复杂,对幕墙整体安全性的影响具有一定未知性,需要深入分析。针对此问题,结合刚度迁移法对上海中心大厦幕墙施工过程进行研究,重点分析了典型分区幕墙支撑结构应力及吊杆变形在施工中的变化;利用显式有限元方法分析了伸臂桁架的合拢次序,保证了幕墙施工的安全性。结果表明:幕墙支撑结构应力在各施工阶段存在差异,幕墙玻璃施工结束后,应力达到最大值,后续施工中,应力逐渐减小;吊杆最大竖向变形量出现在本区幕墙玻璃施工中;为保证幕墙施工的安全性,应合理安排伸臂桁架的合拢次序及时间。
- 王小庆金先龙杨颜志王建
- 关键词：超高层建筑幕墙施工伸臂桁架
- 球体撞击自由液面相关效应的数值模拟方法研究被引量：8
- 2014年
- 采用多物质ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)仿真方法,对球体入水时引发的水花、空泡及其所受冲击力等内容进行了系统的研究。首先,将通过仿真得到的水花和空泡的发展过程与实验、理论数据的对比,证明多物质ALE方法不但可以再现结构入水的复杂过程,还能较好地反映密度,冲击速度及表面亲水性等因素的影响;进而,计算了分析了小球入水时所受冲击力系数的变化规律;最后,研究了并行计算对提高大规模流—固耦合问题计算效率的效果。结果表明:多物质ALE流—固耦合方法是仿真结构入水过程的有效手段,而优化后并行计算技术则可大大提高复杂结构入水时的仿真计算效率。
- 张伟伟金先龙
- 关键词：水花空泡并行计算
- 大规模四面体网格并行生成方法被引量：1
- 2014年
- 针对大规模网格串行生成的时间和内存瓶颈问题,阐述了一种非结构化四面体网格并行生成方法,首先对几何体进行初始网格划分,并通过相对体积比及最优分区控制初始网格数量;然后采用图论图划分方法对初始网格进行区域分解;最后采用分裂法进行并行网格生成。提出的基于共享单元的边界判定方法,有效地解决了分区边界节点的匹配问题。通过算例证明了该并行网格生成方法具有良好的并行效率,同时可以产生高质量的四面体网格。
- 王小庆金先龙
- 关键词：分裂法
- 核电站防波堤地震动力响应及破坏机理分析被引量：7
- 2013年
- 结合某核电站防波堤,应用动力弹塑性分析方法,考虑结构间的动态接触作用,分析了防波堤的地震响应特性和破坏机理。通过研究双向地震作用下结构的位移响应、残余变形及塑性剪切应变等,给出了地震过程中防波堤的破坏形式,说明了竖直向地震动输入对防波堤震后沉降影响显著,并重点分析了挡浪墙最大位移响应及震后残余变形。同时分析了地震动卓越频率、地震动峰值及护坡长度参数变化对防波堤地震响应的影响规律,研究结果为防波堤设计、安全评价和抗震措施研究提供了理论基础。
- 杨勋楼云锋余克勤葛鸿辉金先龙
- 关键词：防波堤地震响应数值仿真
- 基于ALE的大型输水隧道地震动响应并行数值分析被引量：5
- 2017年
- 提出基于ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法的输水隧道地震动响应并行数值分析方法,采用ALE方法模拟内水和隧道的相互作用,提出基于耦合负载均衡的并行计算方法加快求解速度,采用显式中心差分法完成方程求解。针对某大型输水隧道,建立内水-隧道-土体耦合的全三维数值模型,分析其在非一致地震激励下的动力响应。模型中考虑材料非线性、接触及流固耦合非线性等实际情况,并采用PML(Perfectly Matched Layer)建立人工边界模拟无限区域。在曙光5000A超级计算机上,利用所提方法,完成该大规模非线性问题的求解。通过与附加质量法对比,验证ALE方法模拟内水-隧道耦合的可行性;分析输水隧道地震激励下的应力及变形情况;讨论内水量及变形缝对隧道动力响应的影响;分析并行计算效率。结果表明:环向应力较大值出现在靠近工作井的截面,隧道结构满足强度要求;隧道截面变形量处于安全范围内;满水隧道较空隧道承受更大应力;变形缝可以降低隧道的动力响应;所提并行计算方法可以获得较好的并行效率。
- 王小庆金先龙杨志豪
- 关键词：输水隧道地震响应ALE并行计算
- 列车动载下双线隧道联络通道动力响应数值分析被引量：7
- 2013年
- 建立联络通道、隧道及列车的三维有限元模型,研究由公路车道准静态载荷以及列车动载引起的双线隧道联络通道动力响应。提出基于网格变形的接触模型修正方法,以提高计算精度。运用基于接触负载均衡的显式并行计算方法,在曙光5000A超级计算机的并行平台上,求解该大规模非线性问题。分析联络通道埋深、土层对应力及位移响应的影响,验证该通道设计的合理性,给出提高联络通道安全性的建议。分析影响模型计算并行效率的主要因素。
- 张伟伟金先龙曹露芬王建炜王新
- 关键词：联络通道动力响应网格变形显式有限元法并行计算
- 土体-结构非线性耦合系统动力响应并行计算方法研究被引量：2
- 2016年
- 针对土体-结构非线性耦合(Soil-Structure Interaction,SSI)系统动力响应数值模拟带来的大规模计算量问题,提出基于SSI负载均衡及对偶图理论两种区域分解算法的并行计算方法。结合传统的贪婪法及递归坐标对分方法,对这四种方法的并行性能进行研究。SSI采用基于对称罚函数的方法处理,系统方程采用显式中心差分有限元方法求解。对典型的SSI工程问题动力响应进行并行数值模拟,并对这四种方法的可扩展性进行分析。结果表明:基于SSI负载均衡的并行计算方法,充分考虑土体和结构耦合负载的均衡,并行效率最优,基于对偶图理论区域分解的方法和递归坐标对分方法效率次之,贪婪法并行效率最低;随核数增加,并行效率下降,需根据实际模型规模合理选择并行计算核数,获得最优的并行计算效益;基于罚函数的显式有限元方法能够较好的解决SSI动力响应问题。
- 王小庆金先龙王建炜
- 关键词：并行计算动力响应
- 波浪冲击作用下核电站防浪堤动力响应的数值模拟
- 2014年
- 基于多物质ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法,利用带阻尼罚函数实现波浪与防浪堤结构间耦合作用,模拟波浪冲击作用下防浪堤结构及流体三维动态响应过程,所得结果与物理模型试验结果一致性较好。讨论挡浪墙表面波压力分布及挡浪墙所承受最大水平推力及结构动态响应对波浪冲击系数影响。结果表明,前挡浪墙静水面位置与后挡浪墙底部波压力较大;后墙承受波浪水平推力较大;结构动态响应会增强波浪的冲击作用。仿真结果可作为防浪堤强度设计重要依据及控制越浪量设计参考。
- 楼云锋杨勋王洪良葛鸿辉金先龙
- 关键词：物理模型试验冲击响应
- 行波激励下防波堤地震动力响应分析被引量：6
- 2014年
- 考虑到行波效应对防波堤地震动力响应的影响,建立了基于弹塑性本构的防波堤-地基系统三维有限元模型。分析中考虑了结构间的动态接触作用,并采用基于接触负载均衡的显式并行计算方法,解决了大规模非线性有限元问题的求解困难。计算给出了不同视波速下行波效应对防波堤挡浪墙沉降、防波堤残余变形以及挡浪墙截面弯矩的影响程度及规律。结果表明:挡浪墙震后沉降随视波速增大而增大,并逐步逼近一致激励响应;行波效应对防波堤残余变形模式几乎没有影响,行波激励与一直激励下所得的残余变形模式基本一致,横波地震动输入下引起的震后残余变形要大于纵波输入下的残余变形;多数情况下,行波激励下的挡浪墙弯矩会比相应的一致激励下的响应大。分析方法及结果为防波堤三维整体抗震设计提供了参考。
- 杨勋王欢欢余克勤金先龙
- 关键词：防波堤地震响应行波并行计算三维有限元
