Введение к работе
'
-J,', .Актуальность пис-блс;<н. Интенсивнее развитие строительства редТявляет все более широкие требования к качеству проектных реиєніїй к рациональному использования жториалов. В связи с этим особое качение приобретает совершенствование методов проектирования и рас-ета особо ответственна гидротехнических сооружений. возводимых, как разило, в районах о повышенной сейсмической активностьв.
Речные и морские гидротехнические сооружения - плотины, причальмо сооружения, буровые платфор:,га и т.п. - на больших участках своей :оверхности контактирует с водной средой к при птом подвергаются .ействию высоких динамических нагрузок. Поэтому одним из основных тапов VX расчета является совместное решение уравнений движения рассматриваемой конструкции или сооружения и уравнений гидродинамики іодноіі среды, т.е. связанной задачи гидроупругости.
Задачам анализа взатімодействнл сооружений с водной средой посвя-[ено большое число работ. Практически общепринятым методом реиения аких задач япляетег метод конечных элементов (МКЭ), позволяющий дос-'аточно точно учесть кногиз факторы, рлилпцие на динипіческуо реакцию :ооруяения. Вместе с тем, наибольшее распространение получили прибли-сенние приєі.ь! рспення задачи гкдроупругости методом конечных элементов, основанные на моделировании влияния жидкости с использованием (онцепции присоединенных масс. Примеров решения задачи гидроупругости 5 связанной постановке сравнительно немного, при этом результатами эасчетов являются, как правило, промежуточные величины - гкдрединами-іеские давления нь поверхности кснтакта сооружения с жидкостью, тогда сак при проектировании сооружения основной интерес представляют параметры наполненного состояния самого сооружения. Поэтоьу вопроси даль-ієйшєго совершенствования методов и алгоритмов численного решения эа-;ач связанной нестационарной гидроупругости представляется актуальны-
Цс чью диссертационной работы является развитие методов и прог-рак.5!ого обеспечения численного решения задач связанней нестационарной гидроупругости, применяемых для расчета, налряженно-дефору.лрован-того состояния упругих конструкций, взаш/одейстЕупцих с вдеальной зяімаемсй (акустической) жидкостью.
Научная новизна работы состоит в сведущем:
построены дифференциальные и вариационные постановки линейны; задач динамической теории упругости и динамики акустической жидкості в перемегэниях, в скоростях, б ускорениях и в напряжениях (для жидкости - в давлениях);
с помощью различных сочетаний перечисленных постановок сфорц; лирован ряд комбинированных вариационных постановок для решения связанной нестационарной задачи гидроупругости и получены соответствую-щие расчетные схемы МКЭ с различной степенью аппроксимации -искомых функций по времени;
рассмотрена реализация различного рода краевых условий, учяті Баемых при решении задач гидроупругости мзтодом конечных элементов, включая моделирование бесконечных областей основания сооружения и жидкости;
разработан программный комплекс для решения статических и динамических задач теории упругости и гидроупругости с псмсгцьв расчетных схем МКЭ в перемещениях, в скоростях, в ускорениях и в напряжениях;
выполнен сравнительный анализ эффективности использования построенных расчетных схем МКЭ.
Практическое значение. Сопоставление результатов численных экспериментов по решению модельных задач теории упругости и гидроупругости с известиями аналитическими решениями позволяют применять построенные расчетные схемы ЫКЭ для решения задач, име:кцих практичєс:сі значение. Результаты исследований и разработанный в рамках.работы программный комплекс переданы во ВНИИГ им.Б,Е.Веденеева для использования в научно-исследсвательских работах, связанных с проектированием гидротехнических сооружений.
Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты ди< сертационной работы были доложены на семинарах по строительной механике, проводимых на кафедре "Строительная механика и теория упругости" Ленинградского государственного технического университета и на научно-технической конференции "Вклад специалистов в ускорилие научно-технического прогресса" (Псков, 1987г.).
Публикации. По -теие диссертации опубликованы три статьи.
Структура к объем работы. Диссертация состоит из введения, четі рех глав, заключения и списка используемой литературы (Ю5 нацменові ний). Работа изложена на 152 страницах основного текста, содержит 31
іисуиков и 7 таблиц.