混凝土壩瞬態熱傳導分析的快速邊界面法

何建平，張見明，李光耀，郭帥平（.湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室，湖南長沙 40082；2.中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司，湖南長沙 4004）

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混凝土壩瞬態熱傳導分析的快速邊界面法

何建平1，2，張見明1，李光耀1，郭帥平1
（1.湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室，湖南長沙 410082；
2.中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司，湖南長沙 410014）

摘要：采用與快速算法相結合的邊界面法，對大壩澆筑過程中的瞬態熱傳導問題進行仿真分析，預測混凝土大壩施工過程中溫度的分布及隨時間的變化。采用時間卷積法計算時間積分，通過Taylor級數展開將基本解中的空間變量和時間變量分離，一次性計算并存儲空間變量的積分，提高了卷積積分的計算效率。算例仿真分析表明：邊界面法的計算溫度分布與有限元法計算結果高度吻合，將邊界面法應用于真實大壩澆筑過程瞬態熱傳導分析是可行的。

關鍵詞：邊界面法；有限元法；時間卷積法；瞬態熱分析；混凝土壩

計算機輔助工程（CAE）對于推動產品研發和指導工程建設具有重要意義。計算機技術的快速發展推動了CAE的發展。但CAE仍面臨許多難題[1]，比如如何對復雜幾何形體進行離散才能進行有效計算，如何處理大規模工程問題的數值計算。陸續涌現出的有限差分法（FDM）、有限體積法（FVM）、有限元法（FEM）和邊界元法[2]（BEM）都未能很好地解決這些問題。目前大多數CAE軟件采用的是有限元法。有限元法需對整個求解域進行離散處理，其應力計算精度較位移精度低。……