面特征无反射边界条件处理关键问题的直接数值模拟 被引量：2

1

作者 李德波 樊建人 +2 位作者 易富兴 卢树强 岑可法 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期427-434,共8页

对特征无反射边界条件(characteristic non-reflecting boundary conditions)中面特征无反射边界条件处理方法进行了细致的研究,提出了新的数学处理方法,并通过大量的数值模拟研究表明,这种方法在处理边界上声波扰动引起的数值稳定性方... 对特征无反射边界条件(characteristic non-reflecting boundary conditions)中面特征无反射边界条件处理方法进行了细致的研究,提出了新的数学处理方法,并通过大量的数值模拟研究表明,这种方法在处理边界上声波扰动引起的数值稳定性方面具有明显的优势.进行了可压缩圆孔射流直接数值模拟研究,数值模拟的结果与实验结果吻合比较好,表明本文提出的面特征边界数学处理方法是相对准确的. 展开更多

关键词 特征无反射边界条件 直接数值模拟 圆孔射流 面边界条件

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使用非定常无反射边界条件模拟上游尾迹/叶片排干扰问题 被引量：4

2

作者 王巍 赵晓路 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期689-694,共6页

本文采用显式时间推进方法求解二维Euler方程计算了上游尾迹与下游叶片排相互干扰而形成的复杂流场。根据Giles提出的理论编制了无反射边界条件非定常计算程序，取得了满意的效果。进口上游尾迹的特性白尾迹模型给定．预测到了尾迹在叶... 本文采用显式时间推进方法求解二维Euler方程计算了上游尾迹与下游叶片排相互干扰而形成的复杂流场。根据Giles提出的理论编制了无反射边界条件非定常计算程序，取得了满意的效果。进口上游尾迹的特性白尾迹模型给定．预测到了尾迹在叶栅流道内的切割，迁移及剪切等重要的非定常现象。 展开更多

关键词 非定常流动 无反射边界条件 尾迹 叶片 排干扰

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角点处理的特征无反射边界条件直接数值模拟 被引量：1

3

作者 李德波 杨建山 +2 位作者 樊建人 罗坤 岑可法 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期31-36,共6页

对特征无反射边界条件中角点耦合处理方法进行了分析,提出了新的角点耦合处理数学方法.对空间发展的可压缩圆孔射流进行数值模拟,并将模拟结果与试验值进行了对比.结果表明:新的角点耦合处理数学方法在处理声波反射方面是有效的,数值模... 对特征无反射边界条件中角点耦合处理方法进行了分析,提出了新的角点耦合处理数学方法.对空间发展的可压缩圆孔射流进行数值模拟,并将模拟结果与试验值进行了对比.结果表明:新的角点耦合处理数学方法在处理声波反射方面是有效的,数值模拟结果与试验值吻合较好. 展开更多

关键词 特征无反射边界条件 圆孔射流 声波反射 耦合角点边界条件 数值模拟

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特征无反射边界条件应用于二维圆柱绕流模拟 被引量：2

4

作者 陈荣钱 伍贻兆 夏健 《航空计算技术》 2012年第2期73-76,80,共5页

采用特征无反射边界条件和吸收层技术相结合的边界处理方法,研究了二维圆柱绕流模拟的边界反射问题。近年来在计算气动声学中提出了将大涡模拟和声学传播方程结合的混合方法求解声场,基于计算量的考虑,须在较小的计算区域内进行大涡模拟... 采用特征无反射边界条件和吸收层技术相结合的边界处理方法,研究了二维圆柱绕流模拟的边界反射问题。近年来在计算气动声学中提出了将大涡模拟和声学传播方程结合的混合方法求解声场,基于计算量的考虑,须在较小的计算区域内进行大涡模拟,这就需要在计算区域较小时,边界的反射尽可能小。作为大涡模拟研究的技术储备,将该方法应用于二维圆柱绕流的模拟中。数值结果表明这种方法在计算区域较小时,能起到很好的无反射效果,计算结果与前人在计算区域取得很大时的结果比较吻合。 展开更多

关键词 计算流体力学 计算气动声学 特征无反射边界条件 圆柱绕流

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一种渐变无反射边界条件的建立与验证 被引量：2

5

作者 张伟 李晓东 《强度与环境》 2009年第6期27-35,共9页

建立并验证了一种适用于非线性流动的新无反射边界条件,以简单的迁移方程模型为基础,提出了一种通量渐变消失无反射边界条件。通过乘以合适的函数,在渐变层内偏微分方程中的空间偏导项逐渐消失,从而在边界点上得到只含有时间变量的常微... 建立并验证了一种适用于非线性流动的新无反射边界条件,以简单的迁移方程模型为基础,提出了一种通量渐变消失无反射边界条件。通过乘以合适的函数,在渐变层内偏微分方程中的空间偏导项逐渐消失,从而在边界点上得到只含有时间变量的常微分方程,来解决自由区域处边界造成的定解问题。将渐变边界条件推广到了一维和二维非线性Euler方程,其方程形式简单,便于实现。在计算域边界处采用空间滤波和二维情形时角区内引入牛顿阻尼区提高了渐变边界条件的数值稳定性。在非线性情况下对二维Euler方程渐变边界条件进行了一系列的数值验证,得到了令人满意的数值结果。 展开更多

关键词 无反射边界条件 非线性 渐变边界条件 EULER方程

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拉氏无反射边界条件在水下爆炸中的应用

6

作者 宫翔飞 洪滔 +2 位作者 王政 张树道 杨基明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期60-64,共5页

在计算流体动力学的实际应用中,无反射边界条件是一个重要的研究课题。本文根据时间插值的特征线方法在拉氏框架下构造了拉氏无反射边界条件,并应用在SPH方法中。与拉氏方法在欧拉框架下的特征线方法相比,该方法不需要区分超声速和亚声... 在计算流体动力学的实际应用中,无反射边界条件是一个重要的研究课题。本文根据时间插值的特征线方法在拉氏框架下构造了拉氏无反射边界条件,并应用在SPH方法中。与拉氏方法在欧拉框架下的特征线方法相比,该方法不需要区分超声速和亚声速流,在来流和出流中也具有相同的形式,因而更加简单易行。数值结果表明,本文的方法在水下爆炸的数值模拟中能够得到较好的结果。 展开更多

关键词 爆炸力学 特征线方法 时间插值 无反射边界条件 拉氏边界 光滑粒子流体动力学

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耦合边处理的特征无反射边界条件研究

7

作者 李德波 樊建人 +1 位作者 易富兴 岑可法 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期661-666,共6页

详细分析特征无反射边界条件(Characteristic Non-reflecting Boundary Conditions)中边耦合处理方法,提出耦合处理的数学方法,数值模拟表明,该方法处理声波扰动时有明显的优势.对可压缩圆孔射流进行直接数值模拟,结果与试验吻合较好,... 详细分析特征无反射边界条件(Characteristic Non-reflecting Boundary Conditions)中边耦合处理方法,提出耦合处理的数学方法,数值模拟表明,该方法处理声波扰动时有明显的优势.对可压缩圆孔射流进行直接数值模拟,结果与试验吻合较好,表明提出的耦合边处理的特征边界数学分析方法是可行的. 展开更多

关键词 特征无反射边界条件 直接数值模拟 圆孔射流 耦合边边界条件

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渐变边界与几种无反射边界的初步比较

8

作者 张伟 林大楷 《强度与环境》 2012年第5期45-49,共5页

简要介绍了通量渐变消失(gradually diminished flux,GDF)、完全匹配层(perfectly matched layer,PML)和牛顿阻尼边界条件,利用典型算例将这三种无反射边界进行了初步比较。

关键词 渐变 PML 牛顿阻尼 无反射边界

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无反射边界条件对空中爆炸超压峰值影响范围研究 被引量：2

9

作者 章幂 吴国民 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第9期40-44,共5页

选取合理的模型和状态方程参数,利用有限元软件LS-DYNA计算空中爆炸超压峰值,将数值模拟结果与实验结果和经验公式进行对比,证明参数选择的合理性并验证数值模拟的精度。通过控制参数,选择不同的比例距离,研究无反射边界条件对TNT空中... 选取合理的模型和状态方程参数,利用有限元软件LS-DYNA计算空中爆炸超压峰值,将数值模拟结果与实验结果和经验公式进行对比,证明参数选择的合理性并验证数值模拟的精度。通过控制参数,选择不同的比例距离,研究无反射边界条件对TNT空中爆炸峰值超压的影响,结果表明,无反射边界附近一定范围内的超压峰值会受到影响;建模区域的比例距离超出考查范围一定区域可减弱无反射边界条件对超压峰值的影响。 展开更多

关键词 空中爆炸 无反射边界条件 数值模拟 LS-DYNA

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DDA方法中的两种无反射边界研究 被引量：3

10

作者 甯尤军 杨军 陈鹏万 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期19-23,43,共6页

在非连续变形分析(DDA)方法中研究并实现了叠加边界和粘性边界两种无反射边界条件,分别采用固定边界、叠加边界和粘性边界对一岩石细杆在飞块撞击下的动态响应进行了模拟。模拟结果表明:叠加边界和粘性边界都对反射应力波具有一定的衰... 在非连续变形分析(DDA)方法中研究并实现了叠加边界和粘性边界两种无反射边界条件,分别采用固定边界、叠加边界和粘性边界对一岩石细杆在飞块撞击下的动态响应进行了模拟。模拟结果表明:叠加边界和粘性边界都对反射应力波具有一定的衰减能力,但叠加边界的衰减能力更强,并且它对入射应力波的影响也比粘性边界小。 展开更多

关键词 DDA 动力学 无反射边界 粘性边界 叠加边界

原文传递

利用数值耗散层改进Boussinesq模型的无反射边界条件 被引量：1

11

作者 王岗 许建武 郑金海 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期239-243,共5页

Boussinesq方程是近年来比较理想的模拟近岸波浪的一个模型,它可以考虑波浪的色散、变浅和非线性等一系列因素,其数值模型的吸收边界通常使用一种能在较大的频率范围内减弱波浪的数值海绵层。该文从理论上提出一种利用数值耗散模拟波浪... Boussinesq方程是近年来比较理想的模拟近岸波浪的一个模型,它可以考虑波浪的色散、变浅和非线性等一系列因素,其数值模型的吸收边界通常使用一种能在较大的频率范围内减弱波浪的数值海绵层。该文从理论上提出一种利用数值耗散模拟波浪无反射边界条件的方法。通过模拟规则波和随机波在水槽的传播表明该方法可以达到与海绵层相同的效果。由于该方法不需要修改模型代码,仅需在开边界处增加一段网格逐渐增加的耗散带,操作简便,有很强的实用性。 展开更多

关键词 无反射边界 Boussinesq模型 水波模拟 数值耗散 数值模拟

原文传递

格子玻尔兹曼方法中的特征无反射边界条件研究 被引量：1

12

作者 邵卫东 李军 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期277-284,共8页

采用多尺度展开技术从耦合双分布函数方程中恢复出守恒型的连续、动量和能量方程。在边界上取分布函数的平衡态形式恢复出欧拉方程,方便地引入了特征无反射边界条件。在此基础上采用二阶非平衡态外推格式来考虑黏性和传热对声传播的影... 采用多尺度展开技术从耦合双分布函数方程中恢复出守恒型的连续、动量和能量方程。在边界上取分布函数的平衡态形式恢复出欧拉方程,方便地引入了特征无反射边界条件。在此基础上采用二阶非平衡态外推格式来考虑黏性和传热对声传播的影响。通过对四种经典的数值算例的考查,特征无反射边界条件均能避免边界上伪反射波的产生。格子玻尔兹曼方法与特征无反射边界条件的结合能够准确地预测噪声的传播。 展开更多

关键词 特征无反射边界条件 格子玻尔兹曼方法 计算气动声学 高精度离散

原文传递

大气波动传播问题的一种无反射数值边界格式 被引量：2

13

作者 刘晓 徐寄遥 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期111-117,共7页

根据无反射边界条件的基本原则,考虑到高阶的数值边界格式可以减小边界误差和虚假反射,利用曲线拟合中最小二乘法的思想,提出了一种高阶的光滑拟合外推边界格式(SFEBS)．因为大气运动的控制方程简化后可以归结为一个对流方程,所以作为... 根据无反射边界条件的基本原则,考虑到高阶的数值边界格式可以减小边界误差和虚假反射,利用曲线拟合中最小二乘法的思想,提出了一种高阶的光滑拟合外推边界格式(SFEBS)．因为大气运动的控制方程简化后可以归结为一个对流方程,所以作为边界格式之间的比较和检验,在一维情况下用对流方程和数值模拟中具有代表性的波包和激波作为算例,将其与传统的基于Taylor展开思想构造的边界条件(TEBS)进行了比较．计算结果表明,在高阶情况下,用SFEBS计算波动传播问题的虚假反射约为用同阶TEBS计算的 1／6,说明高阶的SFEBS可以作为一种很好的无返射数值边界格式．为今后模拟大气波动提供了一种很好的数值边界格式． 展开更多

关键词 无反射数值边界格式 光滑拟合外推边界格式 大气波动 虚假反射

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基于虚拟点的反应流Navier-Stokes特征边界条件及其应用

14

作者 赵俊琪 钱琛庚 +1 位作者 王成 孙远翔 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期348-358,共11页

针对通风条件下大尺度加氢站事故模拟,从一维局部无黏特征分析出发,发展了使用虚拟点的三维反应流Navier-Stokes无反射特征边界条件,通过引入横向项和化学反应源项,有效消除了火焰面、亚声速流场与计算域边界相互作用时产生的非物理反射... 针对通风条件下大尺度加氢站事故模拟,从一维局部无黏特征分析出发,发展了使用虚拟点的三维反应流Navier-Stokes无反射特征边界条件,通过引入横向项和化学反应源项,有效消除了火焰面、亚声速流场与计算域边界相互作用时产生的非物理反射,实现了计算域边界处通风条件的无反射施加,提高了开放空间数值模拟的计算效率.通过开展51 m×51 m×10 m加氢站中长管拖车、加注机意外氢气泄漏扩散的数值模拟,给出了多种风况下可燃气云扩散结果,探究了通风条件及复杂环境对可燃气云发展规律的影响,对潜在危险区域进行了定量分析,并选取最危险氢气泄漏扩散结果开展高度非均匀气云爆炸的数值模拟,对不同设备处接收的超压和冲量进行了定量转化,完成了加氢站典型事故的风险评估. 展开更多

关键词 无反射边界条件 高压氢气泄漏 非均匀气云爆炸 数值模拟

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使用时间插值的特征线法在光滑粒子法拉氏边界条件中的应用

15

作者 宫翔飞 张树道 杨基明 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期830-838,共9页

在计算流体动力学的实际应用中无反射边界条件是一个重要的研究课题.文中应用时间插值的特征线方法构造了一种新式的拉氏边界条件,并应用在光滑粒子法中.该方法与使用特征线方法的欧拉边界条件方法相比,不需要区分超声速和亚声速流的不... 在计算流体动力学的实际应用中无反射边界条件是一个重要的研究课题.文中应用时间插值的特征线方法构造了一种新式的拉氏边界条件,并应用在光滑粒子法中.该方法与使用特征线方法的欧拉边界条件方法相比,不需要区分超声速和亚声速流的不同,并且在入流和出流中具有相同的形式,因而更加简便易行.数值结果表明,采用时间插值特征线法的拉氏边界条件方法在稀疏波、激波以及爆轰波的模拟中都能够得到较好的无反射效果. 展开更多

关键词 时间插值 特征线法 无反射边界条件 拉氏边界条件 光滑粒子法

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基于SBFE虚粒子边界的结构入水数值模拟

16

作者 李上明 赵梓斌 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第12期153-158,共6页

通过联合比例边界有限元法(SBFEM)和光滑粒子法(SPH),提出了一种基于SPH框架下新的无反射边界—SBFE虚粒子边界,该SBFE虚粒子边界能够准确的模拟边界波的透射过程,能够以较小计算域模拟无穷域的特征,从而显著地提高SPH算法模拟无穷域流... 通过联合比例边界有限元法(SBFEM)和光滑粒子法(SPH),提出了一种基于SPH框架下新的无反射边界—SBFE虚粒子边界,该SBFE虚粒子边界能够准确的模拟边界波的透射过程,能够以较小计算域模拟无穷域的特征,从而显著地提高SPH算法模拟无穷域流体的计算效率。最后,将SBFE虚粒子边界应用于无穷水域的结构入水数值模拟,验证了SBFE虚粒子边界模拟无穷域流体的准确性。 展开更多

关键词 SBFEM SPH SBFE虚粒子边界 无反射边界 结构入水

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黎曼边界条件在高阶精度非结构有限体积方法中的验证与应用

17

作者 孔令发 刘伟 董义道 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期21-32,I0001,共13页

黎曼边界条件是一种弱施加边界条件。通过引入有限波模型,对亚声速入口、出口以及远场边界可采用精确求解黎曼问题来统一处理,有效简化了此类边界条件的施加过程,避免了基于特征关系式与黎曼不变量的推导,并已在二阶精度非结构有限体积... 黎曼边界条件是一种弱施加边界条件。通过引入有限波模型,对亚声速入口、出口以及远场边界可采用精确求解黎曼问题来统一处理,有效简化了此类边界条件的施加过程,避免了基于特征关系式与黎曼不变量的推导,并已在二阶精度非结构有限体积方法中取得了较好的数值表现。为进一步验证该边界条件的实用价值,将其推广至高阶精度非结构有限体积离散。通过基于制造解方法(Method of Manufactured Solutions, MMS)的流动、亚声速无黏圆柱绕流及添加初始高斯脉冲扰动的非定常流动这三类数值算例,分别检验了黎曼边界条件在高阶精度非结构有限体积求解器中的数值表现。从计算结果来看,施加黎曼边界条件不会破坏离散格式的设计精度,同时,相比基于一维黎曼不变量的无反射边界条件,黎曼边界条件的施加过程简便,且维持了较好的出口特性,为基于非结构有限体积方法的高精度数值模拟提供了一种更加简单有效的亚声速边界处理方式。 展开更多

关键词 高阶精度非结构有限体积方法 弱施加边界条件 有限波模型 黎曼边界条件 无反射边界条件 制造解方法

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Savage-Hutter方程的数值格式与软件以及三维多孔介质弹性波传播的精确吸收边界条件

18

作者 袁礼 张文生 《科技创新导报》 2016年第27期183-183,共1页

泥石流/滑坡碎屑流等地质灾害的冲击力和泛滥范围可用颗粒流薄层模型进行数值模拟研究。探索地质体内部结构可用波场探测方法。该研究给出了面向以上两方面计算问题的阶段性工作。针对颗粒流薄层近似模型Savage-Hutter方程,我们应用无... 泥石流/滑坡碎屑流等地质灾害的冲击力和泛滥范围可用颗粒流薄层模型进行数值模拟研究。探索地质体内部结构可用波场探测方法。该研究给出了面向以上两方面计算问题的阶段性工作。针对颗粒流薄层近似模型Savage-Hutter方程,我们应用无振荡中心(NOC)格式和结合MUSCL重构的LF格式,以及GPU-CUDA并行计算技术求解此方程。为了准确地模拟颗粒所受的实际摩擦力,计算中采用了静力学条件和停止准则。还将静力学条件和停止准则引入开源软件titan2d中。通过数值模拟几个简单问题,给出了NOC格式和LF-MUSCL格式的计算精度、效率和复杂程度的比较;通过对武隆滑坡和舟曲泥石流问题的模拟,显示了软件titan2d计算结果的合理性,表明该软件值得进一步发展。求解多孔介质弹性波方程在地质力学和地球物理领域中有重要应用价值,在实际计算时都必须要引入吸收边界条件,否则会影响波场传播的精度。该研究首次推导得到了三维多孔介质弹性波传播的精确的吸收边界条件。该条件由6个复杂的方程组成,而且空间是非局部的,时间是局部的,可以用标准的数值方法如有限元和有限差分法等进行计算。该结果有直接和潜在的应用价值。 展开更多

关键词 NOC格式 有限体积法 GPU-CUDA计算 TITAN2D软件 多空介质弹性波 无反射边界条件

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齿轮箱内部激励下振动噪声仿真研究

19

作者 钟睦 王延靖 姚术健 《装备环境工程》 CAS 2024年第7期148-158,共11页

目的研究齿轮箱体在内部激励下的传动稳定性和振动噪声的产生、传播和辐射规律。方法考虑时变刚度、误差激励等因素对齿轮系统的影响,利用集中参数法建立齿轮传动纯扭转动力学模型。结合MATLAB数值计算,从动态啮合力入手,分析振动噪声... 目的研究齿轮箱体在内部激励下的传动稳定性和振动噪声的产生、传播和辐射规律。方法考虑时变刚度、误差激励等因素对齿轮系统的影响,利用集中参数法建立齿轮传动纯扭转动力学模型。结合MATLAB数值计算,从动态啮合力入手,分析振动噪声在内部动态激励作用下的时域和频域特征。建立齿轮箱体有限元模型,进行模态分析和频率响应分析。以动力学分析结果为边界条件,分别利用声学无限元法和无反射边界法进行齿轮箱振动噪声仿真。结果获得了2000Hz内的固有频率、振型和频率响应曲线,结合振动峰值频率,对齿轮箱的振动情况进行了预测。得到了齿轮箱在无界声场中的辐射声功率级曲线、场点声压级曲线、声指向性和声压级云图,并对声学无限元法和无反射边界法的计算结果进行了对比,得到了二者的最佳适用条件。结论齿轮箱内部动态激励具有明显的周期性和冲击性,齿轮传动过程中含有较多的啮合频率和二倍频成分。齿轮箱上下表面为薄壁结构,振动比较明显,是各阶振型发生振动的主要部位。箱体在低阶模态下为单一振型,在高阶模态下出现多种振型耦合的现象。无限元法计算时间较长,但在近场分析时精度较高,适用于近场声学问题分析。无反射边界相比于无限元法耗费更少的计算时间,远场分析的精度更高,适用于高频、远场声学问题分析。 展开更多

关键词 内部激励 振动噪声 齿轮箱 无限元法 无反射边界法 模态

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节理对爆炸波传播影响的数值研究 被引量：36

20

作者 张秀丽 焦玉勇 +1 位作者 刘泉声 刘宝莉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期717-721,共5页

采用加入无反射边界条件的DDA程序,研究了节理面对应力波传播的影响。结果表明,节理面能阻碍波的传播,有利于波的衰减,节理面越多,波的反射越强,而波的透射越弱。模拟了一个现场爆炸试验,研究爆炸产生的应力波在节理岩体中传播、衰减的... 采用加入无反射边界条件的DDA程序,研究了节理面对应力波传播的影响。结果表明,节理面能阻碍波的传播,有利于波的衰减,节理面越多,波的反射越强,而波的透射越弱。模拟了一个现场爆炸试验,研究爆炸产生的应力波在节理岩体中传播、衰减的规律,模拟结果与现场试验结果比较吻合。研究表明,DDA方法可以模拟节理面对应力波传播的阻碍作用,用它来模拟爆炸波在节理岩体中的传播是适用的。 展开更多

关键词 DDA 爆炸波 节理岩体 无反射边界

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