混凝土坝瞬态热传导分析的快速边界面法

何建平，张见明，李光耀，郭帅平（.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙 40082；2.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙 4004）



混凝土坝瞬态热传导分析的快速边界面法

何建平1，2，张见明1，李光耀1，郭帅平1
（1.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙 410082；
2.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙 410014）

摘要：采用与快速算法相结合的边界面法，对大坝浇筑过程中的瞬态热传导问题进行仿真分析，预测混凝土大坝施工过程中温度的分布及随时间的变化。采用时间卷积法计算时间积分，通过Taylor级数展开将基本解中的空间变量和时间变量分离，一次性计算并存储空间变量的积分，提高了卷积积分的计算效率。算例仿真分析表明：边界面法的计算温度分布与有限元法计算结果高度吻合，将边界面法应用于真实大坝浇筑过程瞬态热传导分析是可行的。

关键词：边界面法；有限元法；时间卷积法；瞬态热分析；混凝土坝

计算机辅助工程（CAE）对于推动产品研发和指导工程建设具有重要意义。计算机技术的快速发展推动了CAE的发展。但CAE仍面临许多难题[1]，比如如何对复杂几何形体进行离散才能进行有效计算，如何处理大规模工程问题的数值计算。陆续涌现出的有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）、有限元法（FEM）和边界元法[2]（BEM）都未能很好地解决这些问题。目前大多数CAE软件采用的是有限元法。有限元法需对整个求解域进行离散处理，其应力计算精度较位移精度低。……