下载文档原格式
adina 在土木工程中的应用土木工程是一个广泛的学科，涉及建筑物、基础设施、道路和桥梁等项目的设计、建造和维护。
Adina是一种用于数值模拟和仿真的软件工具，在土木工程中具有广泛的应用。
Adina软件可以被用于模拟和分析各种土木工程问题，包括结构力学、热传导、流体力学和多物理场等。
接下来将详细介绍Adina在土木工程中的几个主要应用领域。
首先，Adina可以用于结构力学分析。
通过Adina软件，工程师可以对各种建筑物和桥梁进行强度、刚度、稳定性和振动等方面的分析。
例如，可以使用Adina来预测地震对建筑物的影响，以及对结构进行抗震设计。
此外，Adina还可以模拟其他荷载情况，比如风荷载或温度变化对结构的影响，以帮助工程师更好地设计和改进结构。
其次，Adina还可以用于岩土工程分析。
在土木工程中，地基和土壤的性质对结构的稳定性和承载能力有着重要影响。
使用Adina软件可以对地基和土壤进行力学和水力学分析，帮助工程师评估地基的稳定性和可行性，预测土体的变形和沉降，以及设计合适的地基处理方案。
此外，Adina还可以用于流体力学分析。
在土木工程中，流体的行为对于设计和建造水力结构、水资源管理和污水处理设施等起着至关重要的作用。
Adina可以模拟和分析流体在管道、河道和水坝等结构中的流动行为，评估液体或气体在不同情况下的压力分布、速度分布和流量分布。
这对于设计可靠的输水系统、防洪设施和水资源管理至关重要。
最后，Adina还可以用于热传导分析。
在土木工程中，热传导是一个重要的问题，涉及到建筑物的保温性能、管道的保温和冷却等方面。
Adina软件可以模拟热传导过程，帮助工程师评估建筑物的热性能，设计合适的保温材料和系统，以提高建筑物的能源效率。
总的来说，Adina在土木工程中的应用非常广泛，可以帮助工程师实现更精确、高效、安全和可持续的设计和建造。
无论是分析结构力学、岩土工程、流体力学还是热传导问题，Adina都是一个强大的工具，可以为土木工程师提供准确的仿真和模拟结果，为他们做出明智的决策提供支持。
ADINA流固耦合建模方法ADINA流固耦合建模方法是一种综合考虑流体和固体相互作用的建模方法。
它结合了计算流体力学（CFD）和有限元力学（FEM），能够模拟和分析各种流体与固体相互作用的现象，如流体对结构的冲击、振动和与固体结构的热传导等。
1.定义流体区域：首先，需要在模型中定义流体的几何形状和流体域。
可以使用ADINA提供的几何建模工具或者导入已有的CAD文件来创建流体区域。
2.定义流体边界条件：在流体区域中定义流体的边界条件，如流体的入口速度、出口压力、壁面摩擦等。
可以通过给定边界条件来模拟各种流体流动情况。
3.网格划分：将流体区域划分为离散的网格单元，以便进行数值计算。
ADINA提供了自动划分网格的工具，也可以手动调整网格单元的大小和形状。
4.定义固体区域：在流体区域中定义固体的几何形状和固体域。
可以使用ADINA提供的几何建模工具或者导入已有的CAD文件来创建固体区域。
5.定义固体的边界条件：在固体区域中定义固体的边界条件，如固体的材料属性、固体的初始应力等。
根据具体问题，可以指定不同的边界条件。
6.载荷施加：在固体区域中施加外部载荷，如重力载荷、声压载荷等。
这些载荷将影响固体结构和流体流动的耦合过程。
7.运行求解器：通过ADINA的求解器对流固耦合建模进行求解。
求解器将同时考虑流体流动和固体结构的相互作用，求解固体受力平衡、流体流动动量方程等。
8.分析结果：根据求解结果，可以分析固体结构的变形、应力分布，以及流体流动的速度、压力等。
ADINA提供了丰富的结果分析工具，如绘制流线、应力云图等。
ADINA流固耦合建模方法能够模拟和分析多种流固耦合问题，如流体力学冲击载荷下的结构响应、流体流动对结构振动的影响、流体流动中的温度变化等。
它在航空航天、汽车工程、水利工程等领域具有广泛的应用。
通过ADINA流固耦合建模方法，可以提前发现和解决流固耦合问题，优化设计方案，提高产品的可靠性和性能。
第二章 ADINA功能简介一、ADINA用户界面ADINA是一个全集成有限元分析系统，所有分析模块使用统一的前后处理用户界面ADINA User Interface (AUI)，易学易用，采用友好Windows图标风格创建几何模型，实现所有建模和前后处理功能。
其命令流文件Jobname.in自动记录跟踪用户的所有输入数据，用户可以根据需要随意查看、编辑Jobname.in文件达到重建或修改整个模型的目的。
ADINA-AUI的主要特点是：采用Parasolid为核心的实体建模技术，这是许多大型CAD 软件采用地一种几何建模技术，因此可以方便地创建各种复杂的几何模型。
同时，ADINA 提供各种几何数据接口，可以与当前的各种主流CAD软件实行无缝集成（如Unigraphics,SolidWork、SolidEdge、Pro/ENGINEER、I-DEAS、AutoCAD等等），直接利用CAD软件生成的几何模型进行有限元分析计算。
ADINA提供了多种网格划分工具，能对复杂模型进行全自动六面体网格划分，单元大小易于调整。
另外ADINA不但可以与CAD软件实现无缝连接，而且还可以与Nastran等软件交换有限元模型数据。
1 前处理功能：•Windows图标风格•用户可以根据需要添加和减少图标，任意组织界面•可对常用功能操作自定义快捷键•具有Undo和Redo功能•模型动态旋转、缩放和平移•快速方便的布尔运算，快速建立复杂模型•各种加载方式，载荷可以随时间和空间位置而变化•多种网格划分功能，可对复杂模型进行自动六面体网格划分2 后处理功能：•支持各种结果变量可视化处理方法，具有网格变形图、彩色云图、等值线图、矢量图、曲线图及其它实用绘图功能•同一窗口可以显示不同的结果图形•可对模型图进行隐藏、透明显示•屏幕或文件变量数据列表•方便的绘制出模型的任意点任一计算结果参量随时间或其他参量的变化曲线，例如应力－应变曲线、位移－时间曲线、应力－时间曲线等等•可以进行变量运算，从输出变量中定义导出变量•可以对相对结果进行图形显示（如最终时刻相对于t1时刻的变形情况－相对位移，常用于含地应力问题的变形结果处理。
ADINA土木工程分析功能简介一．丰富的材料本构ADINA提供了7种专用于土木建筑的材料本构：曲线描述的粘土材料、Drucker-Prager 材料、Cam-clay材料、Mohr-coulomb材料、混凝土材料、LUBBY2徐变模型、多孔介质材料。
除此之外，ADINA还提供通用的线弹性、弹塑性、粘弹、粘塑、蠕变、流体、热等各种材料本构。
∙曲线描述的岩土材料主要特征为分段线性方式输入加载和卸载两种不同状态下的体积模量和剪切模量与体积应变的关系；考虑tension cut-off和cracking两种弱化方式；并能够自动处理岩土局部弱化的各项异性转变。
∙ Drucker-Prager材料具有经典的理想塑性Drucker－Prager屈服和Cap硬化描述。
∙ Cam-clay材料这种材料模型是一种取决于压力的塑性材料，以椭圆屈服方程作为破坏判定准则。
本身具有模拟粘土材料在正常固结和超固结情况下的应变硬化和软化功能。
∙ Mohr-coulomb材料∙混凝土材料主要特点是可以描述材料非线性应力应变关系，同时考虑材料软化、模拟滞回曲线、后破坏特征（包括材料开裂后性能、压碎后性能、应变软化性能）、考虑温度作用的影响；通过变化的泊松比，模拟其可压缩性；内部可以定义梁单元为加强筋。
∙ LUBBY2徐变模型主要用来模拟混凝土和岩石材料的长期徐变行为，包括应变强化或时间强化。
徐变方程的系数既可以是常数也可以随温度而变化，另外在徐变模型中还考虑了卸载和周期载荷的影响，当材料的徐变过大时可能会导致材料破坏。
∙多孔介质材料主要用于求解承受静态或动态载荷的多孔结构，它可以处理固体骨架和通过它的流体之间的相互作用。
解决的问题包括：不排水条件多孔结构分析（Undrained analysis）、瞬态静力分析（固结分析Consolidation）、瞬态动力分析（多孔结构失效，例如土壤液化）。
二．专用的单元特征除常规单元如Beam，Truss，2D-Solid，3D-Solid，Shell，Plate，Membrane，Cable和Spring 等单元算法外，ADIAN还提供如下的单元算法，专用于土木建筑工程问题的模拟：∙弯矩－曲率梁单元（Nonlinear Moment-Curvature Beam）在实际的工程分析中，有时候根本不能给出精确的应力－应变数据，而只有通过试验得到的弯矩与曲率及扭矩与扭转角的关系间接求解。
基于ADINA的桥梁气动导数数值模拟的开题报告一、选题背景气动力学在工程领域中有着广泛的应用，在桥梁设计中也是重要的一部分。
随着交通运输工具的发展，桥梁的气动稳定性问题越来越受到研究者的关注。
对桥梁的气动力学性能进行数值模拟，可以更好地揭示桥梁在风环境中发生的各种气动现象，为设计和改进桥梁结构提供理论依据。
ADINA是一种基于有限元和有限差分方法的通用有限元分析软件，具有丰富的物理建模和计算能力，适用于汽车、飞行器、建筑、医疗、材料等多个领域。
本研究将基于ADINA建立桥梁结构的三维数学模型，对其气动导数进行数值模拟。
二、研究内容和重点1. 建立桥梁的三维数学模型通过ADINA的建模工具对桥梁结构进行三维建模，拟定桥梁的气动力学参数，设定风速和方向等基本参数，使得模型更加真实和准确。
2. 计算桥梁的气动导数在模型建立的基础上，选择相应的方法和模型来计算模型的气动导数。
通过模拟风场的作用，分析桥梁在不同风速下的响应情况，包括抗风稳定性、振动等。
3. 分析模拟结果并进行模型优化根据模拟结果，对桥梁的气动性能进行分析。
对不同参数的模型进行优化，探索能够提高桥梁抗风稳定性和结构强度的方法。
三、研究意义本研究对于探索桥梁在风场内的气动力学性能、提高桥梁抗风稳定性和结构强度、提高桥梁的施工效率、节约资金和人力等方面具有重要的理论和实际意义。
四、研究方案1. 搜集相关文献和研究资料，深入研究桥梁气动力学领域的理论和技术。
2. 建立桥梁的三维数学模型，选择相应的方法和模型进行模拟分析。
3. 分析模拟结果，探索桥梁的优化方案，提高桥梁抗风稳定性和结构强度。
4. 撰写论文，整理数据和模拟结果，形成一篇完整且有条理的论文。
五、预期成果通过本次研究，得出桥梁的气动导数，分析桥梁的气动性能，探索桥梁优化方案，展示基于ADINA的桥梁气动导数数值模拟的可行性和有效性，为今后的研究和设计提供参考和指导。
第43卷第12期• 152 •2 0 1 7 年 4 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol. 43 No. 12 Apr. 2017文章编号：1009-6825 (2017) 12-0152-02桥梁断面两自由度风致振动数值模拟孔得璨(中铁四院集团西南勘察设计有限公司，云南昆明650000)摘要:采用弱流固耦合技术,对薄平板和桥梁断面进行了两自由度风致振动数值模拟，得到了断面颤振临界风速、振动频率和阻尼比随风速变化情况,薄平板的数值模拟结果与理论解十分吻合，验证了数值模拟的精度。
关键词:桥梁断面，自由振动，流固耦合,CFD中图分类号:U441.3桥梁主梁断面的气动性能是大跨度桥梁设计时需要考虑的 关键因素，目前主要通过主梁节段模型风洞试验来确定不同（折 算）风速条件下的模态参数以及颤振临界风速。
但是风洞试验面 临成本高、操作复杂、实验周期长等问题。
近年来，随着计算流体 动力学(CFD )的发展和计算机性能的提升,数值模拟技术也越来 越多地被用于桥梁断面静三分力系数[1]、颤振导数识别[2]以及涡 激振动[3]中，但直接采用CFD 自由振动方法研究桥梁颤振性能的 文献较少。
本文采用弱流固耦合方法对典型桥梁断面进行二维 弯扭耦合自由振动数值模拟。
主要研究颤振临界风速以及振动 频率和阻尼比随风速的变化。
由于实际桥梁断面形状复杂，没有 理论解可以对比，因此本文先对具有Theodorsen 理论解的2 mm 厚薄平板进行数值模拟，以验证数值模拟的精度。
1数值模拟1.1 流体控制方程流经二维桥梁断面的气流可以通过RANS 方程求解，由于涉及动网格，本文采用基于任意朗格朗日一欧拉描述格式作为流体 控制方程，质量和动量的守恒方程可写为：SO -S 9-O-S 9-O-SSO -S 9-O-SSO -S 9-O-S 9-O-SSO -S 9-O-S 9-O-SSO -S 9-O-SSO -S 9-O-S 9-O-S用左线先行对铁路的影响也处于规范要求的可接受范围之内，地 铁盾构隧道施工对既有铁路无重大影响。
第24卷第9期V ol.24 No.9 工程力学2007年9 月Sep. 2007 ENGINEERING MECHANICS 80 文章编号：1000-4750(2007)09-0080-08桥梁断面颤振导数的CFD全带宽识别法*祝志文1,2，顾明2，陈政清1(1. 湖南大学风工程试验研究中心，湖南长沙 410082；2. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092)摘要：由于需要在不同折算风速下重复进行大量试验或CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟，现有风洞试验和CFD方法识别桥梁断面颤振导数耗时且效率低。
提出一种基于CFD离散时间气动模型，快速识别感兴趣折算风速带宽内任意折算风速下桥梁断面颤振导数的全带宽识别法。
该法基于任意拉格朗-欧拉描述的有限体积法和多层网格技术，首先计算作用在桥梁断面上的非定常气动力，CFD模拟时强迫桥梁断面以单自由度竖弯或扭转方式振动，位移模式为定义在感兴趣的频率范围内的指数脉冲时间序列。
然后利用得到的气动力和该指数脉冲输入，通过系统识别建立起反映桥梁断面气动力系统特性的离散时间气动模型。
随后利用该气动模型仿真桥梁断面在简谐位移激励下的气动力响应，并由该模型的输入和响应通过系统识别得到桥梁断面的颤振导数。
该法在竖弯和扭转方向各仅需一次CFD模拟，就可构造离散时间气动模型，使得颤振导数识别的计算量显著降低。
开展了三汊矶大桥加劲梁断面颤振导数识别和颤振临界风速计算，研究结果与风洞试验的一致性，证明了方法的可靠性和高效性。
关键词：颤振；CFD；系统识别；模型仿真；指数脉冲；桥梁断面中图分类号：TU311.3 文献标识码：AEXTRACTION OF FLUTTER DERIV ATIVES OF BRIDGE DECK AMONG FULL BANDWIDTH OF REDUCED WIND SPEEDS*ZHU Zhi-wen1,2 , GU Ming2 , CHEN Zheng-qing1(1. Research Center in Wind Engineering, Hunan University, Changsha, Hunan 410082, China;2. State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract: Nowadays, either wind tunnel tests or CFD (Computational Fluid Dynamics) simulations are time-consuming and inefficient to identify bridge deck flutter derivatives, since a large number of tests or simulations must be performed repeatedly at various reduced wind speeds. In the work reported herein, a method, based on the CFD discrete-time model, is presented, which can effectively extract flutter derivatives of a bridge deck at arbitrary reduced wind speeds among full bandwidth of reduced wind speeds. First, unsteady aerodynamic forces acting on a bridge deck are obtained by using the Arbitrary-Lagrangian-Eulerian (ALE) descriptions in combination with finite volume method and multigrid algorithm. In CFD simulations, forced vertical or torsional displancements in form of exponential pulse time series which defined on interesting range of frequencies are applied to the bridge deck. Then, based on the obtained aerodynamic forces and the displacement inputs, discrete time aerodynamic models can be developed which can represent the unsteady aerodynamic behaviors of the———————————————收稿日期：2006-03-04；修改日期：2006-09-04基金项目：国家自然科学基金项目(50678067)；湖南省自然科学基金项目(03JJY3084)；上海市博士后基金项目(06R214148)；中国博士后基金项目(2005038452)作者简介：*祝志文(1968)，男，湖南益阳人，副教授，博士，主要从事桥梁抗风的风洞试验和CFD研究(E-mail: zwzhu@)；顾明(1957)，男，江苏兴化人，教授，博士，博导，主要从事桥梁与结构抗风研究(E-mail: minggu@)；陈政清(1947)，男，湖南湘潭人，教授，博士，博导，主要从事桥梁抗风研究(E-mail: zqchen@).工程力学 81bridge deck. Finally, the aerodynamic models are simulated to obtain unsteady aerodynamic forces tosimple-harmonic displacement inputs. With those input and obtained aerodynamic forces, bridge deck flutterderivatives can be identified through a system identification algorithm. The discrete-time aerodynamic models canbe developed by the presented method which only employs one run of CFD simulation in heaving or pitchingdirections respectively, leading to a significant decrease in computing time. Flutter derivatives and flutter onsetwind speeds of the Sanchaji Bridge are investigated. Reasonable agreements between results from the presentmethod and those from wind tunnel tests demonstrate the reliability and efficiency of the method.Key words:flutter; CFD; system identification; model simulation; exponential pulse; bridge deck大跨度桥梁的颤振稳定性研究，目前主要采用两种方法：风洞试验和基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)的数值方法，这两种方法相辅相成。
桥梁断面的气动导数和颤振临界风速的数值计算3曹丰产 项海帆 陈艾荣同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092摘要 选取有代表性的大海带东桥、南京二桥流线型闭口箱梁断面和荆沙桥钝头开口板梁断面,用动网格法考虑流体和结构的耦合作用,用有限单元法求解原始变量二维不可压粘性流体的N 2S 方程,计算其气动导数,并用半逆解法确定颤振临界风速。
计算结果和实验值相当吻合。
关键词 桥梁断面;N 2S 方程;动网格法;气动导数中图分类号 U441+.2 文章标识码:A 文章编号:025821825(2000)01200262080 引 言 桥梁断面的气动导数和颤振临界风速的确定在桥梁抗风设计中有着十分重要的地位。
气动导数一般通过节段模型风洞试验来测定,测定方法可分为自由振动法和强迫振动法两类。
自由振动法实验量很大,并且在提取交叉导数的过程中要求模型的竖向运动和扭转运动在所有的风速下都有相同的频率和阻尼比,这个要求在实验室中很难达到。
强迫振动法利用计算机控制的激励装置使模型分别在竖向和扭转方向产生一定频率的正弦运动,同时通过分布在模型表面的测压孔测出这些点的压力,再沿模型表面积分得到升力和力矩相对于运动的幅值和相位,从而获得8个气动导数。
采用强迫振动法需要复杂的激励设备和测量动压的装置。
随着计算机性能的提高,用计算机数值模拟研究这类气动弹性问题已经成为可能,Walther [1](1994)在其博士论文中用离散涡法求解N 2S 方程计算了大海带东桥基本断面的气动导数,Larsen [2](1998)给出了用这种方法计算的5种基本断面的气动导数。
数值模拟计算气动导数的关键在于计算运动物体所承受的气动力,难点在于流体运动和结构运动的描述方法的不同所带来的问题。
流体运动一般用欧拉方法描述,而结构运动一般用拉格朗日方法描述,因此在直接求解流体和结构的耦合运动方程时,在每一计算时步上至少要移动靠近结构表面的计算网格。
