基于波动方程的Ansys模型黏弹性边界条件的研究.pdfVIP

科技导报2014，32（22） 基于波动方程的基于波动方程的AnsysAnsys模型模型黏弹性黏弹性 边界条件研究边界条件研究 1,2 1,3 1 2 林义 ，王朝令 ，刘争平 ，牛东兴 1.西南交通大学地球科学与环境工程学院，成都610031 2. 中铁西北科学研究院有限公司，兰州730000 3. 四川农业大学土木工程学院，成都611830 摘要摘要 研究了应用Ansys有限元软件进行地震波场数值模拟的边界条件问题，提出一种基于波动方程的Ansys模型黏弹性边界 条件构建方法。由波动方程推导并建立了黏弹性边界条件的理论基础，在Ansys模型中选用带阻尼的Combin14单元作为加载 有限元，采用APDL代码成功地将黏弹性边界条件施加于Ansys模型中。对模型进行实例计算，在模型边界设置虚拟检波器，加 载Ricker子波震源，提取计算后的波场快照和时间记录进行对比，结果显示，所施加的黏弹性边界条件可以很好地吸收边界反射 波，表明了该方法所构建的Ansys模型黏弹性边界条件的有效性。 关键词关键词 Ansys模型；黏弹性边界；波动方程 + + 中图分类号中图分类号 P631.4 1;TU458 .3 文献标志码文献标志码 A doidoi 10.3981/j.issn.1000-7857.2014.22.003 RealizationoftheViscoelasticBoundaryConditionsBasedonWave EquationsinAnsys Software 1,2 1,3 1 2 LINYi ，WANGZhaoling ，LIUZhengping ，NIUDongxing 1.FacultyofGeoscienceandEnvironmentalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu 610031,China 2.NorthwestResearchInstituteCo.,Ltd.ofCREC,Lanzhou730000,China 3.CollegeofCivilEngineering,SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu 611830,China AbstractAbstract This paper researched boundary conditions of numerical simulation of seismic wave field in the application of finite elementsoftwareAnsys.Weproposeaviscoelasticboundaryconditionsbasedonwaveequation.Deducedfromthewaveequationand aviscoelasticboundaryconditionstheoreticalfoundationestablished,weselecteddampingCombin 14 unitasloadfiniteelement method,adoptedAPDLcodesuccessfullytoapplyviscoelasticboundaryconditions inAnsys.Theexamplessetupavirtualdetector inthemodelboundaries,loadedRickerwaveletsource,extractwavefieldsnapshotandtimerecording.Comparedresultsdemonstrate thatviscoelasticboundaryconditionsimposed can wellabsorbboundaryreflection,itshowstheeffectivenessoftheviscoelasticmodel boundaryconditions. KeywordsKeywords Ansyssoftware;viscoelasticboundary;waveequation 波动方程在空间域中的计算中，必须引入假定的边界以 归零的齐次Dirich