[發(fā)明專利]顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法、系統(tǒng)、介質(zhì)、計(jì)算機(jī)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011345785.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112446151B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王蒙;萬(wàn)端瑩;朱哲明;李蕭翰;舒赟;應(yīng)鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明屬于地下工程數(shù)值模擬技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法、系統(tǒng)、介質(zhì)、計(jì)算機(jī)設(shè)備，顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法包括：根據(jù)實(shí)際地下工程問(wèn)題建立數(shù)值模型；并根據(jù)具體的地理環(huán)境為模型賦予相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)；對(duì)建立的數(shù)值模型設(shè)置特定的邊界條件；對(duì)模型進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算直至模型達(dá)到穩(wěn)定。本發(fā)明直接將應(yīng)力初始化過(guò)程整合到顯式動(dòng)力學(xué)的計(jì)算流程中，大大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的應(yīng)力初始化方法，并且操作簡(jiǎn)單，對(duì)模型的材料、邊界等的設(shè)置容易，最終能夠得到較為準(zhǔn)確的地應(yīng)力分布情況，優(yōu)化了深地工程數(shù)值模擬領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下工程數(shù)值模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法、系統(tǒng)、介質(zhì)、計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，深地爆破工程往往具有施工難度大，地理?xiàng)l件復(fù)雜等問(wèn)題，如川藏鐵路的修建，沿線具有非常高的橋隧比，且大量的隧道的埋深都高達(dá)數(shù)千米。在施工之前，很有必要對(duì)相關(guān)工程進(jìn)行數(shù)值模擬進(jìn)行研究。利用數(shù)值模擬技術(shù)，可以使得對(duì)于深地施工特性更為了解，進(jìn)而設(shè)計(jì)出更為理想的施工方案。在進(jìn)行深地問(wèn)題的數(shù)值研究時(shí)，如何準(zhǔn)確而高效地施加地應(yīng)力是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。

傳統(tǒng)的數(shù)值模擬中，往往先對(duì)工程問(wèn)題建立靜力學(xué)模型或者隱式動(dòng)力學(xué)模型，然后施加相應(yīng)的荷載，最后計(jì)算得到該荷載下的初始應(yīng)力分布，然后將其作為初始條件導(dǎo)入到顯式動(dòng)力學(xué)模型中進(jìn)行計(jì)算，這一方法往往較為耗時(shí)，且模型的參數(shù)設(shè)置上面會(huì)較為繁雜。為了更加簡(jiǎn)單而高效地對(duì)深地問(wèn)題的數(shù)值模型施加初始地應(yīng)力，一種新的方法是急需的。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：現(xiàn)有的初始化方法需要耗費(fèi)大量時(shí)間，且參數(shù)設(shè)置復(fù)雜繁瑣。

解決以上問(wèn)題及缺陷的難度為：鑒于傳統(tǒng)應(yīng)力初始化方法的復(fù)雜過(guò)程，應(yīng)力初始化部分約占據(jù)整個(gè)分析過(guò)程60％以上的時(shí)間，且對(duì)計(jì)算機(jī)核數(shù)和內(nèi)存要求較高，致使很多相關(guān)工程直接放棄該應(yīng)力初始化步驟，而直接進(jìn)行分析，結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。

解決以上問(wèn)題及缺陷的意義為：本發(fā)明為深地工程數(shù)值模擬領(lǐng)域提供了一種準(zhǔn)確且高效的動(dòng)力學(xué)應(yīng)力初始化方法，直接將應(yīng)力初始化過(guò)程整合到這個(gè)顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算流程中，極大地縮短計(jì)算時(shí)間和降低計(jì)算難度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法、系統(tǒng)、介質(zhì)、計(jì)算機(jī)設(shè)備。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法，所述顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法包括：

根據(jù)實(shí)際地下工程問(wèn)題建立數(shù)值模型；并根據(jù)具體的地理環(huán)境為模型賦予相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)；

對(duì)建立的數(shù)值模型設(shè)置特定的邊界條件；對(duì)模型進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算直至模型達(dá)到穩(wěn)定。

進(jìn)一步，所述動(dòng)力學(xué)參數(shù)包括但不限于巖石的密度、體積模型、動(dòng)態(tài)剪切模量和動(dòng)態(tài)泊松比。

進(jìn)一步，所述特定的邊界條件包括：透射邊界條件以及相應(yīng)的常應(yīng)力邊界條件。

進(jìn)一步，所述顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法在AUTODYN中對(duì)數(shù)值模型進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算，直到模型內(nèi)部應(yīng)力趨于穩(wěn)定，應(yīng)力初始化成功。

進(jìn)一步，所述顯式動(dòng)力學(xué)地應(yīng)力初始化方法對(duì)模型進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算直到模型達(dá)到穩(wěn)定。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如下步驟：

根據(jù)實(shí)際地下工程問(wèn)題建立數(shù)值模型；并根據(jù)具體的地理環(huán)境為模型賦予相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)；

對(duì)建立的數(shù)值模型設(shè)置特定的邊界條件；對(duì)模型進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算直至模型達(dá)到穩(wěn)定。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如下步驟：