SAPTIS结构多场仿真与非线性分析软件开发及应用(之四).pdf

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1、水利水电技术第45卷2014年第8期SAPTIS：结构多场仿真与非线性分析软件开发及应用(之四)刘有志，张国新，杨萍(中国水利水电科学研究院，北京100038)摘要：本文重点介绍大型结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS的水管冷却模拟功能及其在工程的应用情况，SAPTIS软件可提供等效算法和精细算法两种模拟水管冷却效果的功能，文中分别从平面二维和空间三维的角度对比分析了等效算法和精细算法的异同点所在，等效算法可以从平均意义上模拟水管冷却效果，具有计算简单、规模较小的特点，而精细算法则可以以较高的精度模拟出水管周边的温度分布，但需要进行精细网格剖分，计算工作量大。因此，相对而言，等效算法在工

2、程中的适用性更好，应用也更为广泛；文中最后简要介绍了水管冷却模型在国内几个特高拱坝中应用的实例。关键词：SAPTIS软件；温度应力场；水管冷却；等效算法；精细算法中图分类号：TV642文献标识码：A文章编号：1000．0860(2014)08．0033—07DevelopmentandapplicationofSAPTIS——asoftwareofmulti-fieldsimulationandnonlinearanalysisofcomplexstructures(PartIV)LIUYouzhi，ZHANGGuoxin，YANGPing(ChinaInstituteofWaterReso

3、urcesandHydropowerResearch，Beijing100038，China)Abstract：ThefunctionofsimulatingpipecoolingofSAP兀S——asoftwareofmulti-fieldsimulationandnonlinearanalysisofcomplexstructuresanditsengineeringapplicationareemphaticallyintroducedherein．ThesoftwareofSAPTIScanprovidetwofunctionsforsimulatingtheeffectofpipe

4、eoohng，i．e．theequivalentalgorithmandtheprecisealgorithm．Thesimilaritiesanddifferencesbetweenboththealgorithmsarecomparativelyanalyzedhereinfromtheviewsof2-Dand3-Drespectively．Theanaly—sisshowsthattheequivalentalgorithmcansimulatetheeffectofthepipecoolingintheaveragesensewiththecharacteristicsofsimp

5、lecalculationandsmallerscale，whiletheprecisealgorithmcallsimulatethetemperaturedistributionaroundthecoolingpipewithhigheraccuracy，butthefinely—meshed西disneededforitwithalargercomputingworkload．Therefore，theapplicabilityoftheequivalentalgorithminengineeringapplicationisrelativelybetterwithwiderappli

6、cation．Atlast，someactualeasesofthe印·plicationsofthepipecoolingmodeltotheconstructionsofseveralsuper—higharchdamsinChinaarebrieflyintroducedaswell。Keywords：SAPTIS；thermalstressfield；watercooling；equivalentalgorithm；precisealgorithm1引言SAPTIS大型结构仿真计算程序具备混凝土坝的浇筑、洞室开挖、温度、渗流、变形、应力等多场仿真，结构非线性分析等各种功能，能够用于模

7、拟混凝土坝从基础开挖、浇筑、蓄水直至长期运行全过程的温度应力、渗流、应力和变形、安全度等方面的仿真分析，相关计算模块在文献[1—3]中已进行介绍，WaterResourcesandHydropowerEngineeringVoL45No．8本文主要对软件中水管冷却模块进行介绍。自20世纪30年代混凝土水管冷却技术出现以来，收稿日期：基金项目：作者简介：2013．1l—06“973”项目(2013CB03640