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采用有限元+边界元方法研究非饱和地基中群桩基础的动力阻抗
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作者 李绍毅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期895-907,共13页
采用边界元结合有限元法研究了非饱和地基群桩基础动力阻抗。根据梁模型建立桩体动力控制方程,结合有限元方法建立群桩基础数值模型;基于非饱和多孔介质动力控制方程组,采用加权残余法和拉普拉斯变换,推导非饱和地基边界元法控制方程,... 采用边界元结合有限元法研究了非饱和地基群桩基础动力阻抗。根据梁模型建立桩体动力控制方程,结合有限元方法建立群桩基础数值模型;基于非饱和多孔介质动力控制方程组,采用加权残余法和拉普拉斯变换,推导非饱和地基边界元法控制方程,根据伴随矩阵性质推导其Green函数基本解答。基于桩体和地基土接触面作用力平衡条件和位移相容原理,建立非饱和地基边界元模型和群桩基础有限元模型的耦合数值模型;研究土体饱和度、桩体间距、长度、数目和地基分层等参数对群桩基础动力阻抗的影响。研究发现:地基饱和度增加可降低群桩基础刚度系数;荷载频率较低时增大饱和度可减小群桩基础阻尼系数。增加桩基数目和地基饱和度可增大桩基与地基土相互作用。下卧基岩分层地基可提高桩基与土体的相互作用,且对群桩水平阻抗影响显著。 展开更多
关键词 非饱和介质 群桩基础 动力阻抗 有限+边界元方法 分层地基
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边界元耦合径向基点插值无网格法在求解声散射问题中的应用
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作者 刘文坦 桂强 +1 位作者 姜浩阳 李威 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第2期148-154,共7页
边界元耦合有限元方法(BEM-FEM)在求解无限域弹性结构声散射问题中得到广泛应用。传统有限元方法的计算精度依赖网格的类型和质量,而无网格方法离散问题域时不需要传统意义上的网格划分,其形函数构造不依赖网格且相对灵活。因此无网格... 边界元耦合有限元方法(BEM-FEM)在求解无限域弹性结构声散射问题中得到广泛应用。传统有限元方法的计算精度依赖网格的类型和质量,而无网格方法离散问题域时不需要传统意义上的网格划分,其形函数构造不依赖网格且相对灵活。因此无网格方法相比传统有限元方法可以减少网格划分成本并减缓数值污染效应。将边界元方法(BEM)和径向基点插值无网格法(RPIM)结合,形成边界元耦合径向基点插值无网格法(BEMRPIM),用于求解无限域弹性结构声散射问题。本文分别从计算精度、收敛性和对不规则节点分布的适应性对BEM-RPIM和BEM-FEM进行比较,结果表明提出的BEM-RPIM在求解声散射问题中优于BEM-FEM。 展开更多
关键词 边界元 无网格法 边界元耦合径向基点插值无网格法 弹性体声散射
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有限元/边界元耦合方法在海洋生物目标强度特性研究的应用
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作者 于小涛 王新良 +1 位作者 张吉昌 赵宪勇 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第3期474-482,共9页
目标强度特性是海洋生物声学识别与资源量评估的重要依据,其中,基于近似几何体和声阻抗特性的理论模型法是研究海洋生物目标强度的重要手段。由于对几何形态近似处理以及数值求解方法的限制,传统理论模型对声波频率、入射方位以及目标... 目标强度特性是海洋生物声学识别与资源量评估的重要依据,其中,基于近似几何体和声阻抗特性的理论模型法是研究海洋生物目标强度的重要手段。由于对几何形态近似处理以及数值求解方法的限制,传统理论模型对声波频率、入射方位以及目标声阻抗、形态尺寸等均有各自不同的适用范围,单一模型难以满足不同种类或同一种类但不同尺寸海洋生物的目标强度求解。该文尝试将逐渐见诸应用的有限元/边界元耦合方法用于海洋生物目标强度特性研究,分别以球形生物、纺锤形鱼类尾明角灯鱼(Ceratoscopelus warmingii)和细长形浮游动物南极大磷虾(Euphausia superba)为例进行仿真计算,并与相适应的经典理论模型进行对比分析。结果表明,对于球形生物,有限元/边界元耦合方法与解析模型的目标强度频响曲线完全吻合;对于纺锤形鱼类,有限元/边界元耦合方法可有效弥补基于模态级数解的形变圆柱体模型在中低频和两端入射时的准确性问题;对于细长形浮游动物,有限元/边界元耦合方法与畸变波玻恩近似模型高度吻合。综上,有限元/边界元耦合方法对多种海洋生物目标强度求解均具有较好的适用性,未来有待进一步结合实验测定进行验证。 展开更多
关键词 海洋生物 声散射模型 有限/边界元 目标强度
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基于边界元理论的气藏不稳定渗流模型研究
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作者 邓波 陆正元 赵娜 《西南石油大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期58-66,共9页
川西北双鱼石区块栖霞组气藏地质条件复杂,受多期构造运动影响,气藏断裂发育、边界不规则,气井不稳定渗流模型研究难度较大。基于渗流理论基本原理,建立了在构造影响条件下,复合气藏直井考虑任意边界的不稳定渗流物理与数学模型,采用点... 川西北双鱼石区块栖霞组气藏地质条件复杂,受多期构造运动影响,气藏断裂发育、边界不规则,气井不稳定渗流模型研究难度较大。基于渗流理论基本原理,建立了在构造影响条件下,复合气藏直井考虑任意边界的不稳定渗流物理与数学模型,采用点源函数等方法求解了复合气藏直井边界元基本解,利用边界元理论建立了任意外边界复合气藏直井压力响应数学模型。通过边界离散与叠加原理思想,结合计算机编程技术,求取了不同参数影响下的气井无因次拟压力及其导数值,并绘制了相应的压力响应图版,划分了气井流动阶段并进行了影响参数分析。结合气藏试采井双鱼001-1井的实际情况及压力恢复动态监测资料,利用本文建立的模型和方法进行了现场实例运用,为后续类似复杂气藏的试井解释提供了新的手段与方法。 展开更多
关键词 边界元 任意外边界 复合气藏 不稳定渗流
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含复杂孔口有限尺寸经典弹性体的边界元分析
5
作者 王会苹 王桂霞 +1 位作者 陈德财 王一辰 《内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)》 CAS 2023年第3期243-251,共9页
分析含不同孔口有限尺寸二维经典弹性体的应力集中问题的边界元。首先,基于平面应力问题的基本解,利用Betti互等定理,建立包含孔口的边界积分方程,采用二次插值函数及高斯积分离散含未知量的边界积分方程并重新组织格式。其次,对含圆形... 分析含不同孔口有限尺寸二维经典弹性体的应力集中问题的边界元。首先,基于平面应力问题的基本解,利用Betti互等定理,建立包含孔口的边界积分方程,采用二次插值函数及高斯积分离散含未知量的边界积分方程并重新组织格式。其次,对含圆形和椭圆形孔口的孔边环向应力进行数值求解,并与有限元方法的数值结果及无限大板的解析解进行对比验证。最后,分析在垂向拉伸作用下,板的尺寸、孔口的尺寸以及孔口分布对孔边应力的影响。数值实例结果表明,含单孔口的有限尺寸二维弹性板,孔口上半平面和下半平面孔边环向应力对称;多边形边数增加,孔口环向应力集中系数逐渐变小,且趋于圆形孔口。椭圆孔口长轴两个端点处的环向应力值达到最大,且孔边环向应力随着长轴与短轴比值的增加而增加;圆角四边形孔口的四个圆角处应力值达到最大,且环向应力随着孔口尺寸的增大而增大。含两个孔口的有限尺寸二维弹性板,孔口水平同轴时孔周环向应力值最大,且孔边环向应力随着孔口之间距离的增大而减小。 展开更多
关键词 边界元 应力集中 多边形孔 多孔 有限大板
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边界元在基于形状特征图像检索中的应用
6
作者 刘芳辉 郭慧 +1 位作者 张培 胡方尚 《东华大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2017年第5期694-702,共9页
针对目前Freeman链码在描述图像形状特征时边界特征点空间相关性不强、与颜色或纹理等特征相关性不强、抗噪性差的问题,提出了一种新颖的基于边界元的形状特征描述方法.利用定义的4种类型边界元来描述图像的形状信息,结合像素网格单元... 针对目前Freeman链码在描述图像形状特征时边界特征点空间相关性不强、与颜色或纹理等特征相关性不强、抗噪性差的问题,提出了一种新颖的基于边界元的形状特征描述方法.利用定义的4种类型边界元来描述图像的形状信息,结合像素网格单元及图像颜色信息,采用图像边界元直方图和边界元自相关图特征矢量作为图像的形状特征描述,并综合这两个特征矢量进行相似性度量.试验结果表明,相较于已有文献中的形状特征提取方法,该方法有效地提高了检索的精准率,改善了检索结果的排序值,并具有很好的抗噪性和稳定性. 展开更多
关键词 图像检索 FREEMAN链码 边界元 边界元直方图 边界元自相关图
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基于有限元-边界元法的不同辐板型式车轮振动声辐射分析
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作者 胡海涛 王玉光 曹庆达 《内燃机与配件》 2023年第6期4-6,共3页
为了深入研究车轮辐板外形变化对车轮振动声辐射噪声的影响,利用有限元计算方法进行直辐板和曲辐板两种类型车轮的模态计算及谐响应分析,再采用声学边界元软件建立边界元模型,进而计算得出不同辐板外形车轮受单位的法向力作用时的声辐... 为了深入研究车轮辐板外形变化对车轮振动声辐射噪声的影响,利用有限元计算方法进行直辐板和曲辐板两种类型车轮的模态计算及谐响应分析,再采用声学边界元软件建立边界元模型,进而计算得出不同辐板外形车轮受单位的法向力作用时的声辐射功率。通过计算发现直辐板车轮比曲辐板车轮噪声水平更低,合理的车轮截面形状能够显著降低车轮振动声辐射噪声。通过某型车拖车车轮声辐射计算结果与实验室试验结果的对比,结果表明车轮在各频率下最大噪声值误差约为3%、模态密集区域的主要频率最大误差在2%以内,仿真结果较为准确。 展开更多
关键词 动车组车轮 辐板 声辐射分析 声学边界元
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有限元–边界元耦合法在运动导体涡流场中的应用 被引量:7
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作者 刘守豹 阮江军 +2 位作者 张宇 杜志叶 黄道春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期123-128,共6页
基于A,φ-A法和库伦规范,推导了导体区域和非导体区域的有限元方程及自由空间的边界元方程,通过引入交界面条件,实现了将边界元矩阵等效为有限元矩阵求解的有限元-边界元耦合法(finite element and boundary element coupling method,FE... 基于A,φ-A法和库伦规范,推导了导体区域和非导体区域的有限元方程及自由空间的边界元方程,通过引入交界面条件,实现了将边界元矩阵等效为有限元矩阵求解的有限元-边界元耦合法(finite element and boundary element coupling method,FE-BECM)。将FE-BECM应用于TEAM-7问题的计算,验证了该方法处理开域涡流问题的有效性。当FE-BECM应用于运动导体涡流场(moving conductor eddy current,MCEC)问题时,用有限元离散源电流区域和运动部件,用边界元离散自由空间并关联相互独立的有限元区域。该方法克服了常规有限元法使用1套网格处理运动问题所遇到的麻烦。使用有限元-边界元耦合法对单级线圈炮问题进行了计算,验证了算法处理运动导体涡流场问题的有效性。 展开更多
关键词 有限 边界元 有限-边界元耦合法 运动导体涡流场
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粘弹性薄板动力响应的边界元方法(Ⅱ)——理论分析 被引量:6
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作者 丁睿 朱正佑 程昌钧 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1998年第2期95-103,共9页
本文中,对[1]中提出的粘弹性结构动力响应的近似边界元方法给出了必要的理论分析,得到了近似解的存在唯一性定理和误差估计·基于这些结论给出了网格宽度与基本解中截断项数的选取原则·本文中得到的理论结果和[1]中数... 本文中,对[1]中提出的粘弹性结构动力响应的近似边界元方法给出了必要的理论分析,得到了近似解的存在唯一性定理和误差估计·基于这些结论给出了网格宽度与基本解中截断项数的选取原则·本文中得到的理论结果和[1]中数值实验结果是一致· 展开更多
关键词 动力响应 粘弹性 近似边界元 薄板 边界元
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有限元—边界元耦合法在3维开域涡流场中的应用 被引量:6
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作者 刘守豹 阮江军 +1 位作者 杜志叶 黄道春 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期655-660,共6页
基于A、φ-A法和库伦规范,推导了导体区域和非导体区域的有限元方程及自由空间的边界元方程,通过引入交界面条件,实现了将边界元矩阵等效为有限元矩阵求解的有限元—边界元耦合法。分别使用单纯有限元和有限元—边界元耦合法对TEAM 7问... 基于A、φ-A法和库伦规范,推导了导体区域和非导体区域的有限元方程及自由空间的边界元方程,通过引入交界面条件,实现了将边界元矩阵等效为有限元矩阵求解的有限元—边界元耦合法。分别使用单纯有限元和有限元—边界元耦合法对TEAM 7问题进行了计算,通过对比3种有限元模型的计算结果指出了截断边界和远场单元在处理开域问题上的缺陷。为了探讨有限元—边界元耦合法的建模方式,根据包裹空气层的不同建立了3种模型并进行了对比分析。通过对数值仿真结果和实测数据进行对比,证明了有限元—边界元耦合法在处理3维开域涡流场问题上的有效性。 展开更多
关键词 开域 3维涡流场 有限 边界元 有限边界元耦合法 截断边界 远场单
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求解位势问题的虚边界元法 被引量:8
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作者 邹广德 孙焕纯 +1 位作者 柴山 沈玉风 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1994年第3期271-277,共7页
本文提出了求解位势问题的虚边界元法,建立了位势问题的虚边界元的离散方程式,推导了离散化求系数的积分解析式。该方法与传统边界元法相比具有不存在奇异积分和边界附近精度较高等优点,可用来计算真空静电场、稳定温度场、流体绕流... 本文提出了求解位势问题的虚边界元法,建立了位势问题的虚边界元的离散方程式,推导了离散化求系数的积分解析式。该方法与传统边界元法相比具有不存在奇异积分和边界附近精度较高等优点,可用来计算真空静电场、稳定温度场、流体绕流、介质中的渗流等各类位势问题。大量算例均获得了满意的结果。 展开更多
关键词 位势 边界元 边界元 工程结构
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无奇异边界元法精度分析 被引量:4
12
作者 徐刚 陈静 +2 位作者 王树齐 刘永涛 朱仁庆 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期867-872,共6页
采用无奇异边界元法将传统常值面元法中原本直接布置在流体计算域表面网格中心上的奇点移至计算域外部,实现无奇异化.为了分析无奇异边界元法的精度,以类似于经典的圆球绕流为例,对去奇异关键参数进行了详细分析,并将数值模拟结果与文... 采用无奇异边界元法将传统常值面元法中原本直接布置在流体计算域表面网格中心上的奇点移至计算域外部,实现无奇异化.为了分析无奇异边界元法的精度,以类似于经典的圆球绕流为例,对去奇异关键参数进行了详细分析,并将数值模拟结果与文献中解析解进行了对比.研究发现无奇异边界元法可以大幅度提高流场在形状突变处的速度分布精度. 展开更多
关键词 边界元 无奇异边界元 圆球绕流 水动力
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结构声辐射的虚边界元最小二乘法及仿真研究 被引量:5
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作者 崔喆 黄协清 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第10期2169-2171,共3页
提出用虚边界元最小二乘法研究结构体声辐射,推导了该方法计算振动结构辐射声场的计算公式,与常规边界元法相比,虚边界元最小二乘法避免了奇异积分的数值处理,且系数矩阵是对称的,通过仿真计算与解析解验证。结果表明,本文方法思想简单... 提出用虚边界元最小二乘法研究结构体声辐射,推导了该方法计算振动结构辐射声场的计算公式,与常规边界元法相比,虚边界元最小二乘法避免了奇异积分的数值处理,且系数矩阵是对称的,通过仿真计算与解析解验证。结果表明,本文方法思想简单,程序处理容易,能够有效克服特征频率处解的非唯一问题,在边界附近解的精度较高等优点,便于工程应用。 展开更多
关键词 边界元 最小二乘法 声辐射 边界元
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弹性问题间接边界元法的修正 被引量:3
14
作者 张有天 王镭 陈平 《工程力学》 EI 1987年第2期1-6,共6页
弹性问题间接边界元法对内域问题因精度低而难以实用。本文建议了一个修正方法,其要点是消除刚体移动及转动的影响,相应增加虚荷载静力平衡方程式。从力学意义上阐明建议的方法可求得正确解,并用若干算例对此加以证实。
关键词 间接边界元 刚体位移 弹性问题 方程式 方程 内域 位移场 边界元方法
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非连续边界元-有限元耦合方法分析 被引量:4
15
作者 张效松 叶天麒 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期336-340,共5页
对边界元-有限元耦合方法进行了分析,采用非连续元离散边界积分方程,解决了耦合分析中自由度约束问题,给出了非连续边界元同有限元耦合的具体实施步骤,通过对二维弹性力学和流-固耦合问题分析,表明了该文方法的有效性.
关键词 边界元 有限 耦合分析 非连续边界元
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边界积分方程——非连续边界元离散方法及其应用 被引量:3
16
作者 张效松 叶天麒 葛守廉 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期331-334,共4页
利用非连续元离散边界积分方程 ,有效地解决了‘角点效应’问题 ,对影响非连续元精度和分析效率的几个问题从数值计算的角度进行了讨论。将非连续边界元用于自适应边界元分析 ,给出了自适应边界元误差指示确定的一种方法 ,通过对具体实... 利用非连续元离散边界积分方程 ,有效地解决了‘角点效应’问题 ,对影响非连续元精度和分析效率的几个问题从数值计算的角度进行了讨论。将非连续边界元用于自适应边界元分析 ,给出了自适应边界元误差指示确定的一种方法 ,通过对具体实例分析表明了所给方法的可行性。 展开更多
关键词 非连续边界元 配位点 自适应边界元 误差指示 平面问题
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弹性力学平面问题的虚边界元-边界子段法 被引量:4
17
作者 苏成 韩大建 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期22-26,共5页
利用基本解和域外奇点技术导出了弹性力学平面问题的非奇异虚边界积分方程,然后利用虚边界元-边界子段法对导出的积分方程进行数值求解.研究结果表明,本文方法在精度和数值稳定性方面均优于边界配点法.
关键词 边界元 弹性力学 边界元 边界子段
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辐射角系数计算边界元法及奇异积分处理 被引量:2
18
作者 黎和昌 黄晖 张莹 《热科学与技术》 CAS CSCD 2004年第4期323-327,共5页
运用Stokes公式及边界元理论,导出了辐射换热计算中的辐射角系数与相互辐射面积的计算基本公式。分析了影响计算准确度有关因素,对所遇到的奇异积分给予了有效的处理。通过四个典型例子的计算,结果与精确解加以对比,表明本方法计算可靠... 运用Stokes公式及边界元理论,导出了辐射换热计算中的辐射角系数与相互辐射面积的计算基本公式。分析了影响计算准确度有关因素,对所遇到的奇异积分给予了有效的处理。通过四个典型例子的计算,结果与精确解加以对比,表明本方法计算可靠、稳定,具有输入数据少、准确度高等优点。为辐射系数和空间热阻的求解开辟了新的途径。 展开更多
关键词 奇异积分 精确解 STOKES公式 边界元理论 边界元 系数和 基本公式 角系数 热计算 辐射换热
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用边界元法研究排气消声器的消声特性 被引量:3
19
作者 袁兆成 丁万龙 +1 位作者 方华 高峥 《汽车技术》 北大核心 2005年第7期4-7,共4页
利用三维边界元数学模型对消声结构传递损失进行了仿真计算。在试验验证简单扩张腔的传递损失计算模型的基础上,采用边界元法探讨了排气消声器的传递损失及其提高消声性能应抑制的频率点,为进一步改进指出了可能性。研究表明,利用边界... 利用三维边界元数学模型对消声结构传递损失进行了仿真计算。在试验验证简单扩张腔的传递损失计算模型的基础上,采用边界元法探讨了排气消声器的传递损失及其提高消声性能应抑制的频率点,为进一步改进指出了可能性。研究表明,利用边界元法进行排气消声器的三维仿真分析,可以用于指导实际产品的设计与改进。 展开更多
关键词 排气消声器 边界元 消声特性 传递损失 三维边界元 仿真计算 消声结构 数学模型 计算模型 试验验证 消声性能 仿真分析 扩张腔 频率点 可能性
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无限样条边界元及其在结构—地基耦合中的应用 被引量:2
20
作者 王有成 王章虎 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1993年第1期51-58,共8页
本文基于三维弹性力学问题的Kelvin解在无穷远处的性态,构造了一种无限样条边界元.用半空间地表圆域受均压下的解析解,验证了这类单元良好的计算精度;以它与三维样条边界元相结合,分析了弹性半空间地基板.结果表明,这种模型在分析结构... 本文基于三维弹性力学问题的Kelvin解在无穷远处的性态,构造了一种无限样条边界元.用半空间地表圆域受均压下的解析解,验证了这类单元良好的计算精度;以它与三维样条边界元相结合,分析了弹性半空间地基板.结果表明,这种模型在分析结构与地基耦合问题上不仅具有普适性而且自由度少,计算精度高. 展开更多
关键词 样条边界元 结构 地基 耦合 边界元
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