三维径向点插值无网格法及其在流固耦合中的应用

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (6): 1898-1904.

三维径向点插值无网格法及其在流固耦合中的应用

张琰¹，彭翀²，李星³

1. 中国电力科学研究院，北京 100192；2. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084； 3. 河北理工大学轻工学院，河北唐山 063000

收稿日期:2010-07-12 出版日期:2011-06-10 发布日期:2011-06-21
作者简介:张琰，男，1981年生，博士，主要从事岩土工程和数值方法方面的研究工作

Three-dimensional radial point interpolation meshfree method and its application to consolidation analysis

ZHANG Yan¹, PENG Chong², LI Xing³

1. 中国电力科学研究院，北京 100192；2. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084； 3. 河北理工大学轻工学院，河北唐山 063000

Received:2010-07-12 Online:2011-06-10 Published:2011-06-21

摘要/Abstract

摘要： 径向基函数点插值无网格法(radial point interpolation method，RPIM)是一种新型的无网格法，其形函数具有插值特性，且形式简单，易于施加本质边界条件。文中介绍了径向基函数点插值无网格法的基本原理，推导了三维情况下点插值无网格法的基本公式。从变分原理出发，结合比奥固结理论，建立了流-固耦合的三维点插值无网格法基本方程和数值积分方法，并开发了相应计算程序。通过三维悬臂梁和单向固结问题的数值试验，验证了该方法对三维弹性问题和流-固耦合问题的适用性和有效性

关键词: 无网格法, 点插值, 径向基函数, 流固耦合

Abstract: The radial point interpolation method (RPIM) is a new-style meshfree method. As its shape functions have the Kronecker delta functions property, essential boundary conditions can be enforced as easily as in the finite element method. The basic principle of RPIM is introduced; and the basic formulas of RPIM are derived. Based on the variational principle and Biot’s consolidation theory, the basic equations and numerical integration method of RPIM are proposed; and the corresponding calculation program is developed. Numerical examples of 3D cantilever beam and 1D consolidation problem are given to verify the validity and availability of the RPIM to the 3D elastic problem and consolidation problem

Key words: meshfree method, point interpolation, radial basis function, consolidation

中图分类号:

TB115

张琰，彭翀，李星. 三维径向点插值无网格法及其在流固耦合中的应用[J]. , 2011, 32(6): 1898-1904.

ZHANG Yan , PENG Chong , LI Xing. Three-dimensional radial point interpolation meshfree method and its application to consolidation analysis[J]. , 2011, 32(6): 1898-1904.

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[1]	韩同春, 林博文, 何露, 苏钰钦, . 基于GIS与数值模拟软件耦合的三维边坡建模方法及其稳定性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2855-2865.
[2]	王胤, 周令新, 杨庆. 基于不规则钙质砂颗粒发展的拖曳力系数模型及其在细观流固耦合数值模拟中应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 2009-2015.
[3]	姚志华, 陈正汉, 方祥位, 黄雪峰, . 非饱和原状黄土弹塑性损伤流固耦合模型及其初步应用 [J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 216-226.
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[5]	夏磊，曾亚武,. 基于PFC2D数值模拟的交替压裂中应力阴影效应研究[J]. , 2018, 39(11): 4269-4277.
[6]	王胤，艾军，杨庆,. 考虑粒间滚动阻力的CFD-DEM流-固耦合数值模拟方法[J]. , 2017, 38(6): 1771-1780.
[7]	严成增. 模拟水压致裂的另一种二维FDEM-flow方法[J]. , 2017, 38(6): 1789-1796.
[8]	李术才，孙超群，许振浩，李利平，张延欢，吴静，周轮. 基于无网格法的含缺陷岩石变形局部化数值模拟研究[J]. , 2016, 37(S1): 530-536.
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[11]	冯春，李世海，孙厚广，李志刚，. 颗粒接触无网格法及其在边坡成灾范围模拟中的应用[J]. , 2016, 37(12): 3608-3617.
[12]	舒苏荀，龚文惠. 二维随机场下边坡稳定性的径向基函数神经网络分析法[J]. , 2015, 36(4): 1205-1210.
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[14]	邱道宏，李术才，薛翊国，田昊，闫茂旺，. 基于数字钻进技术和量子遗传-径向基函数神经网络的围岩类别超前识别技术研究[J]. , 2014, 35(7): 2013-2018.
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[3]	荚颖，唐小微，栾茂田. 砂土液化变形的有限元-无网格耦合方法[J]. , 2010, 31(8): 2643 -2647 .
[4]	胡明鉴，汪稔，陈中学，王志兵. 泥石流启动过程PFC数值模拟[J]. , 2010, 31(S1): 394 -397 .
[5]	张建新，刘双菊，周嘉宾. 逆作基坑开挖卸荷对工程结构的影响分析[J]. , 2010, 31(S2): 218 -223 .
[6]	李术才，徐帮树，丁万涛，张庆松. 海底隧道最小岩石覆盖厚度的权函数法[J]. , 2009, 30(4): 989 -996 .
[7]	薛云亮，李庶林，林峰，徐宏斌. 考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究[J]. , 2009, 30(7): 1987 -1992 .
[8]	李国玉，喻文兵，马巍，齐吉琳，金会军，盛煜. 甘肃省公路沿线典型地段含盐量对冻胀盐胀特性影响的试验研究[J]. , 2009, 30(8): 2276 -2280 .
[9]	任重，盛谦. 我国岩石力学学科结构及其演变初探[J]. , 2009, 30(S1): 293 -298 .
[10]	张军辉. 不同软基处理方式下高速公路加宽工程变形特性分析[J]. , 2011, 32(4): 1216 -1222 .