郭瑞奇
- 作品数：13 被引量：38H指数：4
- 供职机构：湘潭大学土木工程与力学学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖南省研究生科研创新项目湖南省教育厅科研基金更多>>
- 相关领域：理学建筑科学一般工业技术交通运输工程更多>>
- 基于p型自适应有限元法的混凝土骨料模型数值模拟被引量：5
- 2019年
- 混凝土骨料模型是由骨料、砂浆基体以及界面层组成的三相复合材料。由于骨料形状的复杂性及各相材料性质差异悬殊,需要采用自适应有限元方法进行有效数值计算与模拟。p型自适应有限元法通过自适应提高基函数的阶次来改善各骨料界面处数值解精度,具有对网格质量要求不高、前处理工作量较少以及阶谱性等优点。该文首先基于ANSYS软件生成了含量可达60%以上的几种复杂形态的二维骨料几何模型;然后,设计和分析了一种基于“分区分级”局部误差控制的p型自适应有限元法,并将其应用于几类典型骨料模型的线性及非线性有限元分析中。数值结果表明,该文设计的p型自适应有限元法对求解混凝土骨料模型是非常有效的,可大大提高各骨料界面处数值解的计算精度,为进行混凝土材料的相关力学性能分析提供了一种高效计算方法。
- 陈恒肖映雄郭瑞奇
- 关键词：数值模拟
- 求解三维混凝土骨料模型分层高次元方程的多水平方法被引量：1
- 2018年
- 三维混凝土随机骨料模型是由基体、骨料及界面层所组成的一种复杂弱不连续问题。高阶有限元方法是确保各骨料界面附近数值解保持较高精度的计算方法之一,但与低阶单元(如线性元)相比,高阶单元具有更高的计算复杂性,需要更多的计算机存储单元。本文针对混凝土骨料模型四面体分层高次有限元方程,提出了相应的两水平方法及多水平方法,这些方法本质性地将高次有限元方程化归为相应线性有限元方程的求解。在程序实现中,由于采用了分层基,因而不需建立判定未知数变量指标和所属几何节点类型对应关系的代数判据,构造相应网格层之间的转换算子也变得简单有效,从而显著提高了运算效率。数值例子验证了方法的有效性,为求解实际三维混凝土骨料模型提供了相应的快速计算方法。
- 肖映雄郭瑞奇
- 关键词：数值模拟
- 三维薄结构热传导问题Wilson元离散系统的DAMG法
- 2017年
- 对三维薄结构问题,在进行网格剖分时,为了减少单元数目,常采用六面体薄单元,相应的高阶单元在计算精度、抗畸变程度等方面具有明显优势,但也大大增加了计算复杂性。Wilson元通过在单元内部设置附加自由度的方式来提高完全多项式的次数,具有计算精度高且自由度又少的优点,因而在实际计算中被广泛使用。但要提高这种非协调元分析效率还需为相应离散系统设计好的求解方法。本文针对一般变系数三维薄结构热传导问题,建立了Wilson元计算格式,并将DAMG法应用于与8节点三线性元谱等价的Wilson元离散系统的求解。数值实验结果表明,与常用方法相比,基于"距离矩阵"的代数多重网格(DAMG)法具有更好的计算效率和鲁棒性(robustness)。
- 张申肖映雄郭瑞奇
- 关键词：热传导问题WILSON元距离矩阵代数多重网格法
- 三维薄结构热传导问题分层二次元方程的多水平方法
- 2018年
- 在利用有限元法对三维薄结构进行分析时,为了减少单元数目,常采用六面体薄单元,相应的高阶单元在计算精度、抗畸变程度等方面具有明显优势.但与低阶元相比,高阶单元需要更多的计算机存储空间,离散化线性系统具有更高的计算复杂性,并且系数矩阵是严重病态的,采用通常的求解方法其效率将大大降低.该文针对三维薄结构稳态热传导问题,利用局部块Gauss-Seidel光滑子和基于"距离矩阵"的DAMG法,为其分层二次元离散系统设计了一种具有更好计算效率和鲁棒性(robustness)的多水平方法.由于采用了分层基,程序实现中不再需要建立判定未知数变量指标与所属几何节点类型对应关系的代数判据,网格转换算子的构造也变得非常简单,从而大大提高了运算效率.数值实验结果验证了该方法的有效性和鲁棒性.
- 张申肖映雄郭瑞奇
- 关键词：热传导问题代数多重网格法
- 基于p型自适应有限元法的混凝土骨料模型数值模拟
- 混凝土骨料模型是由骨料、砂浆基体以及界面层组成的三相复合材料.由于骨料形状的复杂性及各相材料性质差异悬殊,需要采用自适应有限元方法进行有效数值计算与模拟.p型自适应有限元法通过自适应提高基函数的阶次来改善各骨料界面处数值...
- 陈恒肖映雄郭瑞奇
- 关键词：混凝土骨料数值模拟
- 弹体对超高性能混凝土侵彻深度的研究
- 2024年
- 为了评估超高性能混凝土(UHPC)的抗侵彻性能,对UHPC靶板进行了侵彻试验与数值模拟。首先,利用Φ35 mm火炮对抗压强度为160 MPa的UHPC靶板开展了216~345 m/s速度下的弹体侵彻试验,结果表明:随着弹体速度的增加,侵彻深度与开坑直径皆有明显增加。随后在数值模拟过程中,确立了UHPC的RHT材料模型参数,为了验证材料模型的有效性,采用单轴压缩与霍普金森压杆试验结果对三维有限元模型进行了验证,模拟结果与实验结果吻合良好,表明参数选取科学合理。最后,对弹体侵彻UHPC的过程进行数值模拟,参数化分析了UHPC抗压强度、弹体质量、侵彻速度、弹径、弹头形状对UHPC侵彻深度的影响,并据此推导出弹体对UHPC侵彻深度计算公式。
- 聂晓东吴祥云龙志林易治姬楠郭瑞奇
- 关键词：侵彻UHPC
- 分离式大直径Hopkinson杆实验技术研究进展被引量：17
- 2019年
- 分离式大直径Hopkinson杆(SHB)是一种用于研究混凝土和其他非均匀材料动态力学性能的重要手段,杆直径增大会导致传统分离式Hopkinson压杆实验技术的基本假定失效,因此对实验技术、数据处理及实验结果分析等形成了新的挑战。介绍了大直径SHB杆实验技术的发展历程,总结了杆直径增加所带来的几何弥散效应、试件应力均匀性、试件端面平行性和横向惯性效应等问题及相应的解决方法,分析了大直径SHB实验技术的研究方向和热点问题。
- 郭瑞奇任辉启张磊张磊龙志林徐翔云李泽斌黄魁
- 关键词：动态力学性能
- 一种快速生成三维混凝土骨料模型的混合实现方法被引量：5
- 2017年
- 三维随机骨料混凝土模型是由骨料、砂浆基体以及界面层组成的三相复合材料,基于Fortran和ANSYS软件提出了一种快速生成含高体分比球形骨料混凝土模型的混合实现方法,并在此基础上生成三维椭球形骨料(卵石)模型、凸多面体骨料(碎石)模型以及混合模型。算例结果表明,这种新方法可以快速生成三级配球形颗粒混凝土模型所需的骨料数据,相应的骨料投放含量能达到65%左右。混合方法可将骨料颗粒和界面层分离开来,在有限元网格剖分时避免了复杂的单元属性判别。通过对椭球形骨料模型和凸多面体骨料模型的有限元数值模拟,进一步验证了该混合方法的有效性。
- 郭瑞奇肖映雄唐现琼
- 关键词：界面层数值模拟
- 大直径SHTB实验装置数值模拟及混凝土细观骨料模型动态直拉研究被引量：1
- 2020年
- 对混凝土材料在高应变率下的动态拉伸实验多以劈裂和层裂的形式进行,然而它们作为间接研究混凝土动态拉伸性能的实验技术具有一定的局限性,亟需使用大直径分离式Hopkinson拉杆(split Hopkinson tensile bar,SHTB)设备对混凝土进行动态直拉实验。因此,运用数值模拟方法对一种新型的霍普金森拉杆的入射波进行了研究,并对设备的局部构件进行改进,使其不仅具有对混凝土试件的胶粘连接方式,也可通过螺纹连接配套夹具以同时兼顾挂接等其他连接方式。针对改进后的SHTB装置,建立了圆环状三维混凝土细观骨料模型。通过数值模拟与实验结果的对比,验证了采用空心圆管式SHTB装置的有效性,并为混凝土细观骨料模型的动态拉伸模拟提供了思路。
- 郭瑞奇任辉启龙志林龙志林姜锡权
- 关键词：混凝土应变率
- PP/CF增强珊瑚砂水泥基复合材料冲击压缩力学性能研究被引量：3
- 2022年
- 在人工海水制备珊瑚砂水泥基复合材料中混杂加入碳纤维和聚丙烯纤维,得到4种不同纤维掺量的碳-聚丙烯混杂纤维增强珊瑚砂水泥基复合材料。采用直径100 mm的分离式Hopkinson压杆,对材料进行5种应变率下的冲击压缩试验,采用LS-DYNA进行相应的冲击压缩数值模拟。结果表明:(1)试验应变率临界值为200 s^(−1),当试验应变率大于200 s^(−1)时,混杂碳纤维和聚丙烯纤维所形成的纤维网络对试块的增韧效果加强;(2)碳-聚丙烯混杂纤维增强珊瑚砂水泥基复合材料峰值应力具有明显的应变率效应,且动态增强因子对应变率的敏感程度较高;(3)使用珊瑚砂细骨料导致试块内微裂纹和微空洞等缺陷较多,在珊瑚砂水泥基复合材料内混杂掺加碳纤维和聚丙烯纤维后,试块冲击抗压强度的提升有限,但珊瑚砂水泥基复合材料的抗冲击韧性显著提升;(4)通过试验数据和参数调试确定了HJC模型的参数,试块峰值应力的模拟结果与试验结果的误差在5.97%以内。
- 郑志豪任辉启龙志林郭瑞奇蔡洋黎智健
- 关键词：聚丙烯纤维分离式HOPKINSON压杆LS-DYNA
