基于ANSYS温度场模拟的均质土坝稳定渗流数值计算

利用渗流场与温度场的相似性,运用大型的通用有限元软件ANSYS的热分析模块对渗流场进行仿真模拟计算.在计算过程中,通过ANSYS的APDL语言对模型进行编程计算,采用死活单元方法,运用自由面适应网格方法,从而计算出渗流相关物理量.为了验证计算结果的准确性,将相关结果与理论计算值进行比较,浸润线、渗流量和渗流场的数值都较为准确,结果表明ANSYS的热分析模块对均质土坝稳定渗流进行仿真模拟计算的可用性.     

ANSYS热分析在土坝多种防渗方案比较中的应用

笔者通过查阅文献和亲自尝试,发现了温度场和渗流场理论公式的相似性,而后把ANSYS热分析模块应用于计算渗流浸润线,把有限元计算与模型实验并举,设计并进行了有防渗面板无防渗墙、有防渗墙无防渗面板和既有防渗面板又有防渗墙三种实验方案,得出了ANSYS图像与浸润线变化趋势的内在联系,进而研究了多种防渗措施对土坝浸润线的影响。得出了心墙对次堆区有很好的保护作用,但是无法对主堆区渗流进行有效的限制;防渗面板耐久性较差,但却可以减缓渗流速度和减少总渗流量;防渗面板和心墙联合使用,效果最佳等结论。     

电厂贮灰坝的渗流数值分析

建立了饱和—非饱和渗流模型,采用空间有限元离散、隐式时间差分方法求解描述饱和—非饱和渗流场非线性抛物型方程,提出了计算电厂贮灰坝渗流的数值计算方法。将辽源发电厂贮灰坝进行二维渗流数值计算,计算结果与水电模拟实验结果进行比较,表明结果是可靠的。     

基于有限元法的锅炉过热器管剩余寿命预测

过热器换热过程的研究涉及到热流固耦合问题。基于热流固耦合控制方程,首先用FLUENT对过热器管进行流场分析。然后应用ANSYS结构分析模块得到过热器管应力场分布。最后在应力场计算结果的基础上,分别利用断裂力学及Monte-Carlo模拟法对过热器管进行了剩余寿命预测。结果显示,基于Monte-Carlo模拟法得到的剩余寿命具有更高的保证率。     

非饱和土入渗的数值模拟

针对受降雨影响显著的非饱和残积土土质边坡,运用饱和-非饱和土壤水分运动的理论和二维非稳态渗流有限元模型,模拟雨水入渗引起的暂态渗流场,建立非饱和土边坡雨水入渗过程的计算模型.对降雨条件下,饱和-非饱和暂态渗流场二维问题进行数值求解.分析降雨强度、降雨持时和土壤渗透系数等重要参数对非饱和土边坡渗流场分布、发展的影响,并做出实例分析.     

隔水板桩与海底管道下方土体渗透破坏的对比分析

隔水板桩和海底管道地基土体的渗透破坏是两个典型的工程失效问题.分别对隔水板桩地基和具有一定嵌入深度的海底管道下方土体渗流场进行有限元模拟分析.结果表明,板桩地基渗流场的最大水力梯度出现在板桩最下部,其值在接近板桩底部的很小范围内显著增大.而海底管道在海流作用下的地基渗流场则呈现不同的变化规律,水力梯度最大值出现在上下游的管道与海床表面接触处.将隔水板桩地基渗流的计算结果与理论解进行了比较分析.参考计算得到的海床地基渗流场最大水力梯度的位置及渗透力方向特点,推导得出了海底管道下方海床发生渗透破坏的临界水力梯度表达式.     

重力坝的三维仿真分析

ANSYS用来模拟重力坝的力学模型具有强大优势,可以对重力坝的稳定性和应力状态进行分析计算。在计算中可以考虑水压力,淤泥压力,温度场,渗流场,重力场等的作用,还可以模拟混凝土裂缝的形成和发展过程。本文通过在简化三维重力坝模型施加水压力,重力场以及扬压力后,对模型进行三维仿真分析,得出坝体的应力应变变形结果,对实际工程的建设具有一定的现实意义。     

海洋测量基准点抗拖网方舱的研究

根据海洋测量基准点建设要求对定位信标搭载平台抗拖网方舱进行结构、功能设计,用ANSYS Workbench模块进行结构强度分析,并设计了合理有效的布放回收方法,最后应用计算流体力学(CFD)方法对抗拖网方舱周围流场进行数值模拟,对抗拖网方舱外部海流速度场和压力场数值模拟结果进行分析,该研究可为水下方舱的结构设计及改进提供参考,为更加深入的研究奠定基础。     

基于ANSYS的玻璃钢快艇结构强度分析技术

针对玻璃钢快艇的结构强度校核计算,本文基于ANSYS大型通用有限元分析平台开发了玻璃钢快艇的结构强度参数化有限元分析软件。运用参数化设计语言APDL编写有限元分析模块,借助开发工具VB．NET完成与ANSYS之间的数据交互,并实现了对ANSYS的封装,从而使对玻璃钢快艇结构的分析变得高效、便捷,具有较好的工程实用价值。     

株洲电厂钟家冲灰场灰坝渗流有限元分析

在对株洲电厂钟家冲灰场灰坝进行渗流计算分析中,本文采用了有限单元法,通过对渗流特征的分析,为部门提供了有效的参考数据。     

水运工程地基CAD软件研发与应用

介绍了依据JTS 147-1—2010《港口工程地基规范》研发的“易工水运工程地基CAD软件 V1.0”的主要功能、界 面、开发原理和主要模块的算例。软件主要针对水运工程的边坡稳定问题,考虑了港口工程中常用的地基处理方法,可模 拟软基条件下边坡的分级加载工况,并具备渗流场计算分析功能。     

隔热结构中热桥传热的分析与计算

隔热结构中的热桥传热计算是工程设计中的一个难点。本文在热桥传热理论分析的基础上，提出了一种新的热场畸变法。新热场畸变法计算简便，而且计算精度比传统的近似法大大提高，其计算结果也与数值解基本一致，新的热场畸变法是热桥传热工程设计比较理想的方法。     

透水闸室结构横向渗流特性研究

采用ANSYS热分析模块建立透水闸室横向渗流的有限元模型,对透水闸室结构在检修工况下横向渗流的分布特性进行研究,探讨垂直防渗设施在不同布设位置时的防渗效果。结果表明,渗透压力水头和渗透坡降分布不均匀性显著;水头沿轮廓线分布曲线根据水头衰减快慢可分为快速衰减段、衰减减缓段、平缓衰减段;透水闸底的渗透坡降从闸室中轴线向端部逐渐增大,闸墙底部的渗透坡降从布设板桩一端向未布设板桩一端逐渐增大;在板桩长度相同的情况下,后板桩相比前板桩能够显著降低闸墙底部的渗透压力,但前板桩对闸室的出逸坡降和闸墙底部渗透坡降有更好的控制效果。     

考虑渗透压力的边坡稳定分析

土坝在水利工程中应用广泛,特别是在水库建设中,是最为重要的建筑物之一,坝体的渗流及稳定情况是决定土坝能否正常工作。本文着力于对土坝的渗流及稳定进行分析,利用理正软件对土坝渗流场和稳定进行了计算分析,为土坝的设计、施工、运行提供借鉴和参考。     

海流引起海底管道悬空的数值模拟

海底管道悬跨将影响管道的安全运营.在海底管道稳定性设计中,需要合理分析具有初始嵌入深度的海底管道产生悬空的物理机制.本文对海流作用下铺设于砂质海床上的海底管道悬空进行了数值模拟.求解不可压缩流体N-S方程,分析了海流作用下管道周围的流场特性,研究了管道两侧的压力分布特性和海床表面剪应力的分布特点.在管道绕流流场分析的基础上,通过对土体渗流方程的求解,得到了管道周围砂质海床内的渗流场以及渗流水力梯度场的分布情况.与海床表面剪应力计算结果进行比较分析发现,管道下方渗流出口处土体的流土渗透破坏将诱导管道发生悬空.     

张力腿平台钻井设备模块准静力分析

基于某深海张力腿平台结构,采用SESAM软件建立该平台的水动力分析计算模型,通过计算得到该平台的RAO和极值加速度;进而采用ANSYS软件建立该平台上部钻井设备模块分析计算模型,以惯性力的形式考虑平台运动对上部结构强度分析产生的影响,并对钻井设备模块进行准静力分析,为张力腿平台这类移动式平台上部设备模块结构的强度分析提供研究思路和技术支持。     

坞式船闸闸室结构受力性态有限元研究

本文依托嘉陵江红岩子电航枢纽工程船闸相关资料,在坞式闸室结构常规计算基础之上,利用APDL语言进行编程,在ANSYS平台上开发了坞式船闸闸室结构有限元计算模块,分析了闸室及地基的应力和位移特性,并与常规计算法进行了分析比较.建模过程和研究成果为ANSYS软件在水工结构工程中的若干应用起了抛砖引玉的作用.     

细拖曳线列阵隔振模块隔振性能分析

为进一步研究因隔振模块直径缩小而导致流噪声恶化的问题,利用ANSYS有限元软件建立了细隔振模块的三维流固耦合模型,对隔振模块的隔振性能进行计算.所得计算结果与粗线列阵隔振模块隔振性能进行比较,分析了隔振模块内部和外部流体、护套和尼龙绳材料弹性模量等对不同直径隔振模块隔振性能的影响,得出隔振模块内部和外部流体对细线列阵隔振模块隔振性能的影响与粗线列阵隔振模块相比增加了流噪声.并研究了护套厚度、隔振组件长度和隔振组件间距对隔振模块隔振性能的影响,研究结果对于提高隔振模块隔振性能具有一定的参考价值.     

欧田水库大坝三维有限元渗流分析

针对欧田水库大坝出现的渗流稳定问题,文中采用三维有限元法对大坝渗流场进行计算分析,并讨论在正常蓄水位下的四种不同防渗措施,得到四种防渗措施的溢出点高程、浸润线的各节点水头、渗透比降及渗流量。通过分析比较,得出欧田水库大坝的最佳防渗方案。     

闸基渗流场的有限元法数值模拟

应用有限元法对闸基渗流场进行计算，在计算过程中考虑排水效果和泥沙淤积的影响，得出渗流场的数值解，进而计算静水池的浮托稳定性，最后可确定静水池浮托稳定条件下的安全运用水头。通过对闸基渗流场的有限元法数值模拟，得得了上下游有淤积和无淤积情况下，对应于不同排水效果，拦河闸静水池稳定系数随上下游水位差的变化曲线，为该水利设施的安全运用提供指导。