黏弹性边界条件在ANSYS有限元波场模拟中的实现*

2012-11-14王朝令刘争平

大地测量与地球动力学 2012年2期

关键词：有限元

王朝令刘争平

(西南交通大学，成都 610031)

黏弹性边界条件在ANSYS有限元波场模拟中的实现*

王朝令刘争平

(西南交通大学，成都 610031)

在ANSYS软件中应用黏弹性边界单元，用Combin14单元完成了黏弹性边界的施加。算例表明其可以很好地吸收边界反射波，且当切向刚度参数不变，法向刚度参数变化时，吸收效果不受影响，反之亦然，验证了其有效性和稳定性。

黏弹性边界;弹性波场;有限元;ANSYS;地震波

1 引言

在波场数值模拟中，必须选用合理的有边界限制的有限空间域，以使实际模拟是可行的，并保证计算量在计算机可承受的范围内。但引入假定的边界会导致虚假的边界反射波。

采用有限元模拟时，通常采用时间域的透射边界处理虚假的边界反射波，这种边界由一维或二维的条件导出，并使得没有能量从边界反射;其中应用最广泛的是 Lysmer和 Kuhlmeyer引入的黏性边界［1］，它采用黏性阻尼代替远场边界;Novak提出了平面应变边界［2］，这种边界主要应用于嵌入基础和桩基;Deek在柱面波理论基础上建立了二维时域人工边界［3］，但是平面应变边界包含依赖于频率的项，这对于在加载瞬态载荷的瞬态响应分析中会变的比较复杂。相比之下黏弹性边界应用更广泛，本文研究黏弹性边界在商用有限元软件ANSYS的地震波场模拟中的实现及其应用效果。