一种基于SPH光滑粒子的桥梁墩桩冲蚀模型与仿真方法及系统

    公开(公告)号:CN119740451A

    公开(公告)日:2025-04-01

    申请号:CN202411892034.6

    申请日:2024-12-20

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于SPH光滑粒子的桥梁墩桩冲蚀模型与仿真方法及系统,包括定义计算域的范围,基于该范围设定进出口边界;构建水‑砂混合物和墩桩粒子,并赋予粒子本构和类型;对水‑砂混合物粒子进行耦合计算,基于所选粒子,检索单个粒子核函数半径范围内的所有粒子,进行粘性应力耦合计算,更新所选粒子的速度及位置信息;循环遍历所有墩桩壁面粒子,判断单个边界粒子核函数半径范围内是否存在水‑砂混合物粒子,结合混合物粒子的速度及位置pos信息,基于改进的冲蚀公式,计算规定求解时间内墩桩壁面的磨蚀率;将磨蚀率换算为磨蚀质量,判断该粒子是否删除;重复迭代直至到达规定求解时间。本发明可更准确地模拟桥梁墩桩结构的冲蚀。

    一种用于桥梁冲刷仿真的基础-土弹簧刚度更新方法

    公开(公告)号:CN111382527B

    公开(公告)日:2023-08-01

    申请号:CN202010315484.4

    申请日:2020-04-21

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于桥梁冲刷仿真的基础‑土弹簧刚度更新方法,包括以下步骤:(1)确定换算土体上部基础是否失稳,根据失稳与否确定不同土体的土弹簧刚度更新方式;(2)根据最小势能原理及质心旋转轴原理,确定基础倾斜后再次稳定时与土体的三个接触点,进而得出基础稳定平面;(3)根据稳定平面各点坐标值和基础受力状态,换算出底部土体的等效土弹簧竖向刚度。与现有技术相比,本发明的有益效果在于:通过换算土弹簧刚度,模拟基础在土体冲刷后倾斜的状态,避免了使用接触算法和重启动方式进行数值模拟,可以有效提高计算效率。

    一种基于健康监测数据的桥梁冲刷动力识别方法

    公开(公告)号:CN114036974B

    公开(公告)日:2024-11-26

    申请号:CN202111203755.8

    申请日:2021-10-15

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 熊文 张嵘钊

    Abstract: 本发明公开了一种基于健康监测数据的桥梁冲刷动力识别方法,包括:采集桥梁基础结构振动时的加速度时间曲线:利用健康监测系统采集每个桥梁基础结构在冲刷状态下,每个桥梁基础结构产生振动时的加速度‑时间曲线;计算得到首次冲刷桥梁评估基准模态的时频变化异常警戒的警戒控制阀值;识别待识别冲刷桥梁频率片段中的异常片段;识别时频异常片段中的异常时频序列:异常序列完成冲刷预警后,更新桥梁冲刷基准模态时频特征自身随机波动的警戒控制阀值,为下一次的异变识别与冲刷预警做准备;本发明通过进行结构系统动力特性分析,从而动态识别基础冲刷深度的方法,本识别方法并可实现长期动态水下基础冲刷监测及预警的技术特点。

    面向SPH水-沙两相流的桥梁冲刷仿真及边界设定方法

    公开(公告)号:CN115859432A

    公开(公告)日:2023-03-28

    申请号:CN202211563942.1

    申请日:2022-12-07

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 熊文 张嵘钊

    Abstract: 本发明公开了面向SPH水‑沙两相流的桥梁冲刷仿真及边界设定方法,包括:模型构建,包含设定床沙层区域范围,定义进出口边界区域范围;粒子构建,包含基于多相流理论设定流场区域的流体粒子及床沙粒子,基于HBP模型引入DP屈服准则设定土体屈服强度,进出口边界粒子参数初始化,设定粒子类型标识,设定粒子位置标识;N‑S控制方程求解,获得相应流动力参数结果;进入泥沙求解模块,包含泥沙粒子转化及粘度更新计算;进入进出口边界更新模块,包含进出口粒子位置检索、粒子类型转化、粒子的补充与删除;完成一次计算循环,进入下一次循环;本发明通过基于SPH多相流理论的二次开发,通过对多相流模型施加进出口边界,并引入多种结构、状态模型,可实现基础局部冲刷的数值模拟。

    一种基于SPH多相流的桥梁冲刷模块化仿真方法

    公开(公告)号:CN114970399A

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202210650571.4

    申请日:2022-06-09

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于SPH多相流的桥梁冲刷模块化仿真方法,包括:构建粒子模型,基于HBP模型引入DP屈服准则,设定土体屈服强度;粒子分类;判定土体应力状态,更新粘度;基于屈服土体粒子,引入Shield判断准则,判定转化为推移质的粒子,并更新粒子类型及粘度;基于推移质粒子,引入Mastbergen公式,判定转化为悬移质的粒子,并更新粒子类型粘度;基于悬移质粒子,引入Mastbergen公式,判定转化为推移质的粒子,并更新粒子类型及粘度;完成所有粒子检索与类型转换,进入多相流求解,完成一个时间步长,进入下一次循环;本发明通过基于SPH多项流算法的二次开发,引入多种结构模型,可实现基础局部冲刷精细化数值模拟。

    一种基于SPH多相流的桥梁冲刷模块化仿真方法

    公开(公告)号:CN114970399B

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202210650571.4

    申请日:2022-06-09

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于SPH多相流的桥梁冲刷模块化仿真方法,包括:构建粒子模型,基于HBP模型引入DP屈服准则,设定土体屈服强度;粒子分类;判定土体应力状态,更新粘度;基于屈服土体粒子,引入Shield判断准则,判定转化为推移质的粒子,并更新粒子类型及粘度;基于推移质粒子,引入Mastbergen公式,判定转化为悬移质的粒子,并更新粒子类型粘度;基于悬移质粒子,引入Mastbergen公式,判定转化为推移质的粒子,并更新粒子类型及粘度;完成所有粒子检索与类型转换,进入多相流求解,完成一个时间步长,进入下一次循环;本发明通过基于SPH多项流算法的二次开发,引入多种结构模型,可实现基础局部冲刷精细化数值模拟。

    一种基于SPH-DEM耦合与多相流理论的基础冲刷流-固-土耦合仿真方法

    公开(公告)号:CN115795986A

    公开(公告)日:2023-03-14

    申请号:CN202211417631.4

    申请日:2022-11-11

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 熊文 张嵘钊

    Abstract: 本发明公开了一种基于SPH‑DEM耦合与多相流理论的基础冲刷流‑固‑土耦合仿真方法,包括构建粒子模型,基于多相流理论设定流体粒子及床沙粒子,基于DEM理论设定刚体粒子;基于流‑固耦合理论修正流体控制方程,进行流体粒子的控制求解;基于牛顿第二定律并引入流‑固耦合力,进行DEM刚体粒子的控制求解;基于泥沙颗粒Shield准则,引入流‑土、土‑固耦合力修正泥沙起动模型,进行基础冲刷控制求解;完成一个时间步长,进入下一次循环;本发明通过基于SPH‑DEM耦合及多相流理论的二次开发,引入多种结构、状态模型,可实现基础冲刷流‑固‑土耦合的精细化数值模拟。

    一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置

    公开(公告)号:CN111412829B

    公开(公告)日:2021-06-25

    申请号:CN202010315475.5

    申请日:2020-04-21

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置,包括固定十字支撑、若干电容位移计本体、带有信号处理器件的电流测量仪、电源、保护电阻,若干电容位移计本体,包括绝缘外壳、铜板、电解质溶液,绝缘外壳为圆饼形,内部沿厚度方向分两腔,一侧放置铜板并在腔内留有螺纹,一侧填充电解质溶液并留有通气孔,外壳腔内两侧有与铜板连接的导线接口和与电解质溶液连接的导线接口,可将铜板和电解质溶液接入外部电路,铜板为边缘带螺纹的3/4圆饼形,与绝缘外壳通过边缘螺纹拧紧固定,电解质溶液填充至绝缘外壳该侧腔内容积一半。该装置通过监测桥梁主梁上多个位置的刚性转动,接入监测电路将监测点转角位移转化为电信号,对桥梁倾覆做出预警。

    一种用于桥梁冲刷SPH多相流模型的单层边界仿真方法

    公开(公告)号:CN118153468A

    公开(公告)日:2024-06-07

    申请号:CN202311848820.1

    申请日:2023-12-29

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 熊文 张嵘钊

    Abstract: 本发明公开了一种用于桥梁冲刷SPH多相流模型的单层边界仿真方法,包括如下步骤:建立SPH多相流模型,建立冲刷墩单层粒子边界模型;根据上一步骤所得冲刷墩单层粒子边界,构建幽灵粒子映射边界;基于上一步骤所得映射边界,利用核函数完成所有幽灵粒子周围流体粒子检索;基于上一步骤所得幽灵粒子及对应检索粒子,逆向得出冲刷墩边界粒子密度;根据上一步骤所得更新密度后的冲刷墩边界粒子,对于任一冲刷墩边界粒子b检索半径内的流体粒子i,根据相对距离施加人工斥力;根据上一步骤所得人工斥力,计算流体粒子所受冲刷墩边界合力。本发明能够实现桥梁冲刷SPH多相流模型的建模规模缩减,提高冲刷墩近壁处粒子位置及压力计算的稳定性和精度。

    一种基于健康监测数据的桥梁冲刷动力识别方法

    公开(公告)号:CN114036974A

    公开(公告)日:2022-02-11

    申请号:CN202111203755.8

    申请日:2021-10-15

    Applicant: 东南大学

    Inventor: 熊文 张嵘钊

    Abstract: 本发明公开了一种基于健康监测数据的桥梁冲刷动力识别方法,包括:采集桥梁基础结构振动时的加速度时间曲线:利用健康监测系统采集每个桥梁基础结构在冲刷状态下,每个桥梁基础结构产生振动时的加速度‑时间曲线;计算得到首次冲刷桥梁评估基准模态的时频变化异常警戒的警戒控制阀值;识别待识别冲刷桥梁频率片段中的异常片段;识别时频异常片段中的异常时频序列:异常序列完成冲刷预警后,更新桥梁冲刷基准模态时频特征自身随机波动的警戒控制阀值,为下一次的异变识别与冲刷预警做准备;本发明通过进行结构系统动力特性分析,从而动态识别基础冲刷深度的方法,本识别方法并可实现长期动态水下基础冲刷监测及预警的技术特点。

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