面向对象有限元程序设计及其VC++与Matlab混合编程实现

应用面向对象方法来研究有限元,是对有限元新方法的有益尝试和创新性发展。通过对比面向过程和面向对象的程序设计方法,讨论了面向对象方法与有限元程序设计相结合的优点,并简要回顾了国内外面向对象的程序设计方法的研究进展。应用面向对象的程序分析方法,建立了三维脆塑性有限元分析类库。采用VC 和Matlab混合编程的手段,设计了基于Windows98/2000/NT操作平台的面向对象的三维脆塑性有限元分析软件,成功地分析了国内某大型水电站地下硐室群围岩稳定性,验证了该面向对象有限元分析程序的有效性和实用性。     

油藏多相渗流的面向对象有限元程序设计

近年来,面向对象的编程技术越来越受到人们的重视,并用来解决和模拟各种物理问题和工程问题,特别是在有限元方法编程和模拟中得到了广泛地应用。介绍了面向对象的程序设计方法和它与有限元程序相结合的原理和优点。在此基础上提出了面向对象有限元方法在油藏多相渗流中的应用实例,并按照面向对象的程序设计方法,基于Windows XP平台采用Visual C++.NET语言,建立了有关描述多相渗流的有限元模型的类,给出了类的描述和它的实现方法。建立的相关类及其实现方法主要包括处理矩阵计算的类、节点类、单元类、材料类、形函数类等。据此编制了油藏多相渗流的有限元分析的数值计算程序,并给出了一个数值实例。     

面向对象方法在Biot固结有限元程序中的应用

面向对象程序设计方法应用于有限元程序编制带来了相当大的优越性。但迄今为止，这种方法在岩土工程中的应用实例很少。至于用面向对象方法进行土力学中常见的Biot固结有限元分析软件的开发，尚未见报道。现将面向对象有限元方法引入Biot固结有限元程序编制中，用C＋＋语言编制中一个Biot固结有限元程序实例。和结构化程序设计方法相比较，采用面向对象方法进行Biot固结有限元程序的编制，使程序的可维护性、可再生性、可扩充性和程序开发的效率都得到了很大的提高。指出将面向对象程序设计方法引入了Biot固结有限元程序的编制等岩土工程的数值计算领域，是今后的发展方向。     

参数化线状符号设计思想与实现

提出了组合式绘制线符号的方法,在此基础上提出了参数化线状符号设计思想,并用面向对象的方法和程序设计语言予以组织,实现。     

面向对象三维有限元分析程序的研究和实现

计算分析在岩土工程应用和研究中占有相当大的比重。传统的结构化编程方式需花费大量工时 ,而且在可扩充性和代码可重用性方面也受到许多约束。因此 ,将面向对象编程技术应用于有限元程序编制正成为岩土工程计算程序设计的主流。将面向对象有限元方法引入三维有限元程序 ,用C ++语言编制了一个筏板基础与地基共同作用有限元分析程序 ,作为对有限元新方法的一次有益尝试     

多层土深基坑混合支护面向对象的程序设计

由多层土构成的深基坑 ,采用多层支点的混合支护 ,在地面荷载及地下水的影响下 ,支护设计计算十分复杂。作者采用寻找任意层支点和任意层地层的通用算法并编制通用程序的方法 ,解决了混合支护设计的计算问题。作者采用面向对象的程序设计方法设计具有 Window风格的界面 ,提高了程序的实用性。     

面向对象遗传算法及其在抗滑桩优化设计中的应用

基于面向对象的设计思想 ,定义了一种新的面向对象的遗传算法类结构 ,并在此基础上编制了一个基于遗传算法的抗滑桩优化设计程序。程序在一个滑坡治理工程中的应用表明 ,利用遗传算法可以有效地对抗滑桩的设计进行优化     

面向对象程序设计思想在大型基坑设计分析软件开发中的应用

面向对象程序设计思想是当前一种全新的程序设计思想,它具有传统结构化程序设计思想无可比拟的优点。结合当前基坑设计分析软件的特点,提出采用面向对象程序设计思想进行大型基坑设计分析软件的开发观点,并就面向对象技术在其中的具体应用进行了探讨和分析。     

滑坡灾害预测专家系统LPES

本文运用面向对象系统分析方法，逻辑与面向对象相结合的程序设计方法和知识表达，精确推理与非精推进相结合的推进机制，建立滑坡灾害预测专家系统ＬＰＥＳ。并用长江三峡地区的滑坡实例验证ＬＰＥＳ的实用性和正确性。     

边坡监测信息可视化查询分析系统及其应用

大型边坡监测系统数据庞大,项目及测点繁多。传统的数据库管理系统很难直观地查询分析监测数据。作者用在Window 系统下面向对象的程序设计语言VisualBasic和面向对象的数据库管理开发系统Access 开发了具有可视化查询分析特征的监测信息分析管理系统。本文以五强溪水电站左岸船闸边坡为例,介绍了系统的设计和程序功能。     

基于代码的矢量符号库设计与实现

本文在分析传统符号库设计方法的基础上，提出了基于代码的矢量符号库的设计方法，对符号库的组织及其索引作了设计，并在面向对象的地理信息系统软件Ｇｅｏｓｔａｒ中得以实现。     

桩基完整性检测与面向对象编程

根据反射波法原理,探讨应力波在一维变截面和不同周土中的传播及反射,从数值分析的角度推导相应的计算公式,并利用面向对象编程实现该计算方法。     

数值流形方法框架下散体系统与连续介质共同作用模拟

数值流形方法是包含流形元、有限元及DDA在内的数值方法体系,建立流形元与DDA块体的接触方程,则可实现流形方法框架下的连续介质和散体系统共同作用模拟。针对填石路堤工程,编制了大型数值计算程序,采用块体随机生成、块体粒径控制及块体自然堆积的方法建立散体系统的DDA模型,对路堤的分层铺设、碾压及工后沉降变形等进行模拟分析。通过算例表明,在数值流形方法框架下,采用流形元与DDA共同作用的方法,可以很好地对同时存在连续变形和散体大变形的体系进行计算分析,其对该类问题的模拟更接近分析对象的实际情况,有助于从根本上揭示分析对象变形的细观机制和规律,并能考察更多因素对工程问题的影响。     

一种改进的高分辨率遥感影像分割方法

分形网络演化算法是面向对象的遥感影像分类中比较成熟的一种构建对象的算法,但在分割效率上有待进一步提高,而四叉树分割是一种高效的图像分割方法.提出了一种基于四叉树预分割的分形网络演化构建对象的方法.实验证明,该方法基本不影响影像分割的效果,而且提高了形成初始对象的效率,较大程度上提高了整体的分割效率.      

考虑饱和-非饱和渗流场和应力场耦合的三维强度折减有限元程序研制

探索考虑饱和-非饱和渗流场和应力场耦合的三维强度折减有限元技术,并研制成功一个考虑饱和-非饱和渗流场和应力场耦合的三维强度折减有限元程序,通过与传统极限平衡法分析结果对比研究,对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价,得出采用三维强度折减有限元法确定考虑饱和-非饱和渗流场的边坡稳定性安全系数是可行的结论.     

土钉支护边坡动力模型的建立及地震响应分析

参照上部结构抗震设计的方法,对土钉支护边坡的抗震设计提出了3个水准的抗震设防要求和两阶段设计法。综合考虑输入地震波的特性、边坡土体特性、坡高因素,以及土体边坡在水平地震激励下,其位移响应主要为剪切型变形,建立了土钉支护边坡地震动力简化模型。该模型将同一水平层不稳定土体、稳定土体在水平地震作用下运动趋势假想为同步,两者之间相互作用很小,因此,取不稳定土体和面板为研究对象。由于面板很柔,其运动随着土体的运动而变化,其刚度只考虑剪切刚度,将土钉处理成弹性支座,建立了土钉支护边坡振动方程,求解了在简谐地震作用下土钉支护边坡动力响应的解析解,通过该模型可以得到滑移面附近土钉轴力动力响应和土钉支护边坡的弹性动位移响应。最后,结合案例进行了分析,比较了按此分析方法与用ADINA按弹性有限元方法计算的结果,两者吻合较好。故这种方法可用于土钉支护边坡的第1阶段的抗震分析与设计。     

Template elastic‐plastic computations in geomechanics

In this paper we present a new approach to computations in elasto‐plastic geomechanics. The approach is based on the object oriented design philosophy and observations on similarity of most incremental elastic–plastic material models. This new approach to elastic–plastic computations in geomechanics allows for creation of template material models. The analysis of template material models will in turn allow for an easy implementation of other elastic–plastic material models based on the object oriented design principles. Furthermore we present some illustrative implementation details. Finally we present analysis results that emphasize features of template elastic–plastic computations in geomechanics. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

Formulation of a Three-dimensional Numerical Manifold Method with Tetrahedron and Hexahedron Elements

Summary  Numerical Manifold Method (NMM) is an extension of Discontinuous Deformation Analysis which contains and combines FEM and joint/block oriented DDA in a unified form. At present, application of NMM is mainly limited to two-dimensional analysis which is not realistic for many underground excavation works. In the present paper, three-dimensional NMM based on tetrahedron and hexahedron elements is proposed. The corresponding three-dimensional cover contact detection algorithms which have some fundamental properties different from the corresponding two-dimensional analysis are also developed. Based on the present formulations, engineering problems with arbitrarily oriented discontinuities can be modeled and realistic modeling of construction works becomes possible. Author’s address: Y. M. Cheng, Department of Civil and Structural Engineering, Hong Kong Polytechnic University, Room TV707, Hung Hom Kowloon, Hong Kong, P.R. China     

面向对象自适应渗流有限元分析软件的研究和实现

采用面向对象技术,应用C++研制了一个自适应渗流有限元分析系统。该软件系统的前处理过程用对象化建模,具有实现方便,界面友好的优点。自适应有限元模块的引入使该系统具有规范性和客观性,计算结果不会因人而异,且后处理界面形象直观。笔者还给出了一个土坝渗流的实例,验证了该软件的可用性和优点。