强震作用大型结构非线性响应高效数值方法

项目名称： 强震作用大型结构非线性响应高效数值方法

项目编号： No.11372156

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 刘天云

作者单位： 清华大学

项目金额： 102万元

中文摘要： 针对强震作用大型结构动力非线性响应，研究准确的力学模型与高效的数值方法。首先，基于广义传递矩阵法探索适用于地震动自由场输入的二维、三维精细化模型和计算方法；其次，一方面针对半无限远场地基，通过组合双向波动算子，构造二、三维高阶精度、弹性波、离散型人工边界条件，以及人工边界角点的协调方程；另一方面针对近场有限区域，研究动态接触力-接触位移状态向量增量的计算模型以及动接触力算法，建立位移-速度动态接触摩擦条件，并发展基于迭代-数学规划相结合的高效算法；最后，对大规模动力非线性数值模拟问题，构造Euler前向-后向组合的高效时域数值积分方法，具有自起步、无算法参数、单求解器、二阶精度，且适用于线性与非线性问题，特别是刚性与接触问题。本项研究解决大型结构抗震问题中的共性的、核心的计算力学问题，不但能拓宽计算固体力学基本理论方法，而且能为强地震作用大型工程结构非线性响应提供准确、高效的计算手段。

中文关键词： 无限域；大型结构；动接力触算法；液化阻尼器；无人驾驶振动筑坝

英文摘要： This study would present both the accurate computational models and efficient time-integration numerical methods for obtaining reliable solutions to the large-scale structures subjected to strong earthquakes. Firstly, employing the generalized transfer ma

英文关键词： infinite domain；large structures；dynamic contact force algorithm；liquefaction damper；unmanned rolling vibrating construction