h-自适应有限元法:重力坝应力计算的精确能量误差控制标准

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本文主要探讨了在2007年,针对重力坝的应力计算中面临的挑战,特别是由于有限元法在处理重力坝坝踵区应力分布的不确定性问题。传统的有限元方法在处理复杂边界条件和应力集中时可能会导致剖分不收敛,且依赖于初始网格和单元尺寸,这使得在设计规范中缺乏明确的应力取值标准。 作者李俊杰和李留强利用自适应有限元法,特别是h-型自适应有限元技术,对L型板和不同条件下重力坝的线弹性问题进行了深入研究。他们发现,通过这种自适应方法,可以有效地避免角缘应力集中导致的问题,并且计算结果能够稳定地控制在某一临界全域能量误差限内。当误差限超过这个临界值后,即使改变坝高和弹模比,坝踵区的应力也会趋向于一个稳定值,不再受这些因素的影响。 本文的关键贡献在于提出了基于h-型自适应有限元法的全域能量误差限控制标准,这对于解决重力坝设计中的不确定性和精度问题具有重要意义。相比于之前基于经验公式的控制策略,这种方法提供了更为精确和可靠的应力评估方法。此外,文章还提到了前人的一些研究观点,如敖麟关于坝踵应力近似的理论,赵代深关于网格剖分的影响,以及杨清平和杨强关于主拉应力区宽度的研究。 总结来说,本文为重力坝的数值模拟提供了一种新的、更为精准的应力计算框架,有助于提高设计的准确性和可靠性,推动了水工结构计算方法的发展。对于从事水工结构设计、有限元分析或数值方法研究的专业人士,这篇文章是一个重要的参考资料。