›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (8): 2544-2548.

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一种改进步长自调的非连续变形分析法

刘永茜,杨 军   

  1. 北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081
  • 收稿日期:2010-03-19 出版日期:2011-08-10 发布日期:2011-08-16
  • 作者简介:刘永茜,男,1984年生,博士,主要从事能源安全科学技术和工程数值仿真计算研究
  • 基金资助:

    爆炸科学与技术国家重点实验室(北京理工大学)自主课题资助(No. ZDKT08-03e)

An improved DDA method with adaptive step size

LIU Yong-qian, YANG Jun   

  1. State Key Laboratory of Explosion Science and Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
  • Received:2010-03-19 Online:2011-08-10 Published:2011-08-16

摘要: 非连续变形分析(DDA)是一种针对块体系统变形和位移求解的数值计算方法。引入Newmark方法于结构动力学微分方程中,考虑惯性力和阻尼力作用,改进时间步长自动调节,并实现DDA求解程序;比较研究Newmark方法中的线性加速法、常加速法和平均加速法在DDA程序中计算的收敛速度,讨论块体系统动力学计算过程中DDA方法对惯性力和阻尼力的添加和删除,并提出根据计算精度要求的误差控制实现方案。将改进的DDA方法模拟一个典型的煤与瓦斯突出过程,取得了满意的计算结果,该改进算法为DDA方法处理动力学问题提供新的途径

关键词: 非连续变形分析, Newmark积分, 动力学分析, 阻尼计算, 数值模拟

Abstract: Discontinuous deformation analysis (DDA) is an efficient algorithm for calculating block system deformation and displacement. Citing Newmark integration in the structural dynamic differential equation and considering inertia force and damping force computation, DDA source code is improved so as to optimize adaptive step size. The convergence rates of linear acceleration method, constant acceleration method and average acceleration method in Newmark integration are investigated by comparative analysis; the principle of adding or deleting non-balance force is introduced; and a scheme is given to control the error range. Using the improved DDA method to simulate a coal and gas outburst during a coal seam excavating, the results have a good match with the investigation data. The improved DDA method with adaptive step size can provide a new way to deal with the dynamic calculation for block system.

Key words: discontinuous deformation analysis, Newmark integration, dynamic analysis, damping calculation, numerical simulation

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