›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (9): 2702-2707.doi: 10.16285/j.rsm.2015.09.034

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基于精细时程积分的饱和两相介质波动问题时域解法

段雪铭,李 亮,杜修力,宋 佳   

  1. 北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100124
  • 收稿日期:2015-01-21 出版日期:2015-09-10 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 李亮,男,1975年生,博士,副教授,硕士生导师,主要从事土动力学理论与数值计算方法方面的研究工作。E-mail: liliang@bjut.edu.cn E-mail:xuemingduan@163.com
  • 作者简介:段雪铭,男,1988年生,硕士研究生,主要从事土动力学方面的研究工作
  • 基金资助:
    国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(No.2011CB013602);国家自然科学基金创新群体项目(No.51421005);国家自然科学基金面上项目(No.51178011)。

A precise time-integration method for wave propagation of fluid-saturated porous media

DUAN Xue-ming, LI Liang, DU Xiu-li, SONG Jia   

  1. Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering, Ministry of Education, Beijing University of Technology,.100124, Beijing)
  • Received:2015-01-21 Online:2015-09-10 Published:2018-06-13

摘要: 针对 形式的饱和两相介质的波动方程,采用精细时程积分方法计算固相位移u,采用向后差分算法求解流体压力p,建立了基于精细时程积分技术的饱和两相介质波动问题的时域求解方法。针对标准算例,将该方法的计算结果与可视为标准结果的Zienkiewicz隐式算法的计算结果进行比较分析,二者符合较好,表明了该方法具有良好的计算精度。同时,该方法的计算过程为交替迭代求解,避免了在每个时间分析步上求解耦联方程组,因而具有较高的计算效率。该方法具有时域显式计算方法的基本特点,是进行饱和两相介质动力问题计算与分析的一种有效方法。

关键词: 饱和两相介质, 形式波动方程, 精细时程积分, 时域解法, 向后差分

Abstract: On the basis of the precise time-integration method, a time-domain method for the wave propagation of the fluid-saturated porous media is proposed to calculate the dynamic response of the fluid-saturated porous media with the formulation of solid phase displacement u and pore pressure p. The solid phase displacement u is computed by precise time-integration method and fluid pressure p is computed by backward difference method. The proposed method is verified by a standard example. Moreover, the proposed method is compared with Newmark algorithm proposed by Zienkiewicz. The verifications indicate that the proposed method has high computational precision. In the meanwhile, the calculating course of the proposed method can be executed in an iterative manner, coupling equations do not need to be solved in each time step, so the proposed method has considerable efficiency. The proposed method has the basic characteristic of time-domain explicit calculating methods. Therefore, the method is capable of analyzing the dynamic response of the fluid-saturated porous media, reasonably.

Key words: fluid-saturated porous media, dynamic formulation, precise time-integration, time-domain algorithm, backward difference

中图分类号: 

  • TU 435
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