FE-SBFE时域耦合方法：结构地基动力分析

"基于线性系统理论的FE-SBFE时域耦合方法 (2003年)，由阎俊义、金峰、张楚汉在清华大学学报(自然科学版)发表，研究结构地基动力相互作用问题的分析方法。" 在本文中，作者提出了一种创新的时域耦合方法，结合了有限元(FE)方法和比例边界有限元(SBFE)方法来处理结构与地基之间的动力相互作用问题。这个方法的独特之处在于它利用了线性系统理论，通过系统实现技术将结构与地基相互作用力的卷积表达转化为一种递推格式。这一转化不仅简化了计算过程，还显著减少了计算时间，尤其是在处理大规模问题时。 为了进一步优化效率，该方法还引入了快速特征系统实现算法(FastERA)进行模型缩减。FastERA是一种高效的算法，能有效地处理大型线性系统，通过减少模型的维度，降低了计算复杂度，而不会牺牲太多精度。这种方法的一个关键优点是，每一步近似的精度可以通过预设的参数进行控制，确保了整体计算的可控精度。 通过数值算例，作者验证了所提方法的准确性和有效性。这些算例的结果与解析解以及先前已知的经典解高度吻合，证明了该方法的可靠性。因此，该文提出的耦合方法对解决实际工程中的大规模结构地基动力相互作用问题具有重要意义，可以为工程设计和分析提供强大工具。 关键词涉及到的领域包括结构地基相互作用、时域耦合法、比例边界有限元和线性系统理论，表明该研究涵盖了土木工程、结构动力学和计算方法等多个方面。文章的发表受到国家自然科学基金重点资助项目支持，进一步强调了其学术价值和技术先进性。 这项研究为结构动力学领域的数值分析提供了一种高效、精确的计算方法，对于理解和解决实际工程中的复杂动力问题具有重要指导意义。