透射边界与谱元法的结合及对波动模拟精度的改进

实现与高精度的谱元法具有一致精度的人工边界条件,对基于谱元法的波动数值模拟具有重要意义。给出了具有多阶精度的多次透射公式(MTF)与节点不等间距分布的谱元法的结合方法,并在通用的采用显式Newmark预估校正式和并行计算技术的谱元程序SPECFEM2D和SPECFEM3D中实现。利用改进后的谱元程序模拟了二维和三维模型下波源问题的响应,模拟结果与程序自带的黏性边界的结果及远置解的对比表明,结合MTF的谱元程序显著提高了对边界处大角度入射的体波及面波的吸收效果,消除了黏性边界存在的漂移现象。高阶MTF是与高精度的谱元法相匹配的边界条件。     

非水平成层场地上核电结构时域土-结相互作用分析

目前核电土-结相互作用分析的主流软件SASSI,采用频域等效线性化,不能很好地考虑土体强非线性,且仅适合于水平成层场地。时域土-结相互作用分析方法可以考虑土体强非线性以及非水平成层场地,但效率较低,难于用于实际工程。采用一种高效的时域土-结构动力相互作用分析的分区算法,地基无限域通过集中质量显式有限元和黏弹性人工边界进行模拟,上部结构通过隐式有限元方法进行分析,两者可采用不同的时间步距,并通过MPI通信协议,实现并行计算。以某一核电结构模型为例,分析了某非水平成层场地上核电结构在三向地震波输入下的反应,验证了该方法的高效性和用于大型实际工程的可行性。