无压渗流问题分析的多节点有限元方法

›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (10): 2647-2650.

无压渗流问题分析的多节点有限元方法

王兆清¹，李术才²，李树忱²

1.山东建筑大学工程力学研究所，济南 250101；2.山东大学岩土与结构工程研究中心，济南 250061

收稿日期:2006-09-19 出版日期:2008-10-10 发布日期:2013-08-03
作者简介:王兆清，男，博士、副教授，主要从事工程数值分析方法的研究
基金资助:
国家自然科学基金重点项目（No. 50539080）；山东建筑大学科研基金项目。

Multi-node finite element approaches for unconfined seepage flow problem

WANG Zhao-Qing¹, LI Shu-Cai², LI Shu-Chen²

1. Institute of Engineering Mechanics, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China; 2. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China

Received:2006-09-19 Online:2008-10-10 Published:2013-08-03

摘要/Abstract

摘要： 采用基于平均值插值的多节点有限元方法分析有自由面渗流问题。在自由面附近采用多节点单元逼近自由面，利用平均值插值建立多节点单元的形函数，在远离自由面的区域采用四边形/三角形单元剖分。给定一个初始自由面位置，通过对渗流控制方程的多节点有限元求解，根据自由面上节点水头值判断自由面节点的调整方向和大小，最终迭代求出自由面的位置。土坝渗流问题的数值分析表明了所提方法的有效性和足够的计算精度。

关键词: 多节点单元, 有限元方法, 自由边界, 平均值插值, 渗流问题

Abstract: A multi-node finite element method for numerical simulation of unconfined seepage flow through porous media is presented. Using multi-node elements to approximate the free surface of seepage, the shape functions of multi-node elements are constructed by mean value interpolation. The quadrilateral/triangle elements are used to partition the remainder domain far from the free surface. Giving an initial location of free surface and solving governing equation of unconfined seepage flow problem by multi-node finite element method, according to water head value of nodes on free surface to adjust the location of nodes, the final location of free surface is obtained by iteration technique. Numerical analysis of seepage problem of earth dam shows validity and accuracy of the method.

Key words: multi-node elements, finite element method, free boundary, mean value interpolation, seepage problem

中图分类号:

TV 139.14

王兆清，李术才，李树忱 . 无压渗流问题分析的多节点有限元方法[J]. , 2008, 29(10): 2647-2650.

WANG Zhao-Qing , LI Shu-Cai , LI Shu-Chen . Multi-node finite element approaches for unconfined seepage flow problem[J]. , 2008, 29(10): 2647-2650.

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