基于離散單元法的簡單結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬研究開題報(bào)告

基于離散單元法的簡單結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬研究開題報(bào)告一、研究背景結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)力響應(yīng)是工程結(jié)構(gòu)在受到外部負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的響應(yīng)。研究結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)力響應(yīng)對(duì)于工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、安全評(píng)估等具有重要意義。目前，工程工具包括有限元模擬和實(shí)驗(yàn)方法是研究結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力響應(yīng)的常見手段，而離散單元法（DEM）則是近年來逐漸被重視的一種可行方法。DEM能夠有效模擬顆粒型的物質(zhì)系統(tǒng)（例如工程體系中的土、砂等）。它通過將物質(zhì)系統(tǒng)離散成許多小塊來求解體系內(nèi)部的力學(xué)行為。由于DEM可以描述顆粒間接觸力和自由運(yùn)動(dòng)，因此可以考慮顆粒體系靜、動(dòng)響應(yīng)的模擬。本研究旨在基于DEM方法，實(shí)現(xiàn)一維結(jié)構(gòu)模型的靜動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬，以便研究該方法在工程應(yīng)用中的實(shí)用性。二、研究內(nèi)容和目標(biāo)研究內(nèi)容：1.了解現(xiàn)有的基于DEM方法的研究現(xiàn)狀以及仿真軟件；2.開展DEM方法基礎(chǔ)理論研究，構(gòu)建一維結(jié)構(gòu)體系，并設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)力學(xué)行為的計(jì)算；3.進(jìn)行針對(duì)靜動(dòng)力響應(yīng)的數(shù)值模擬；4.對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析，得出研究結(jié)論。研究目標(biāo)：1.實(shí)現(xiàn)基于DEM方法的一維結(jié)構(gòu)體系的靜動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬；2.探索DEM方法在工程應(yīng)用中可行性，為工程實(shí)際應(yīng)用提供基礎(chǔ)理論支撐。三、研究方法1.文獻(xiàn)資料法：查閱現(xiàn)有DEM方法的研究現(xiàn)狀，了解最新技術(shù)發(fā)展趨勢；2.基礎(chǔ)理論研究法：通過學(xué)習(xí)DEM方法力學(xué)行為的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)計(jì)算；3.數(shù)值模擬法：根據(jù)設(shè)計(jì)的算法，進(jìn)行一維結(jié)構(gòu)體系的靜動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬；4.分析論證法：對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析和論證，得出研究結(jié)論。四、預(yù)期結(jié)果通過DEM方法的數(shù)值模擬，實(shí)現(xiàn)一維結(jié)構(gòu)體系的靜動(dòng)力響應(yīng)仿真，并進(jìn)行分析，得到相關(guān)數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出DEM方法在工程應(yīng)用中的實(shí)用性，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用提供參考依據(jù)。五、研究工作計(jì)劃1.第1-2周：文獻(xiàn)資料查詢與閱讀，了解DEM方法基礎(chǔ)理論；2.第3-4周：算法設(shè)計(jì)與數(shù)學(xué)模型建立，實(shí)現(xiàn)DEM方法力學(xué)行為的計(jì)算；3.第5-6周：進(jìn)行數(shù)值模擬并記錄數(shù)據(jù)；4.第7-8周：數(shù)據(jù)分析論證，并撰寫研究報(bào)告；5.第9周：修改論文并準(zhǔn)備答辯。六、參考文獻(xiàn)1.Chen,J.F.,&Han,J.(2018).Reviewondiscreteelementmethodfordynamicanalysisofgeotechnicalproblems.Archivesofcivilandmechanicalengineering,18(4),1121-1132.2.Zhou,W.,Konietzky,H.,&Cao,Y.(2018).Implementationofatwo-dimensionaldiscreteelementmethodforsimulatinggranularmaterialanditsapplicationtomodelsyste