全新正版 ADINA在水利工程中的應用與開發 CAE分析大係 岑威鈞,周濤,熊堃 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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岑威鈞，周濤，熊堃 著

圖書標籤:

• ADINA
• 水利工程
• CAE分析
• 有限元
• 結構分析
• 數值計算
• 工程應用
• 岑威鈞
• 周濤
• 熊堃

店鋪： 久點圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115469625

商品編碼：29525593533

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-12-01

基本信息

書名：全新正版 ADINA在水利工程中的應用與開發 CAE分析大係

定價：79.00元

作者：岑威鈞,周濤,熊堃

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787115469625

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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全程剖析ADINA分析方法；精選一綫工程與科研案例；總結作者十餘年研究經驗。下載資源：全書配套模型文件圖書 模型 微信訂閱號=可溝通交流的生態係統教程微信（iCAX）立體化閱讀支持

內容提要

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全書分為3篇，內容由淺入深，循序漸進，適閤於不同需求的讀者閱讀、學習。1篇為基礎篇，共5章（1章～5章），主要介紹ADINA的基本功能、基礎操作、使用技術、命令流和常用本構模型；2篇為應用篇，共9章（6章～14章），涉及溫度場、滲流場、固結分析、頻域分析、重力壩結構、拱壩結構、結構-水體相互作用、邊坡穩定和隧洞等專業問題；第3篇為開發篇，共4章（15章～18章），包含本構模型的二次開發，ADINA數據外部交換與綜閤調用，黏彈性邊界及地震波動輸入，以及土石壩地震波動反應分析。本書提供書中案例需要的相關計算文件，讀者可自行下載查看、使用。本書可供水利工程、岩土工程和結構工程等領域的高校教師、科研人員、工程技術人員、研究生和高年級本科生在使用ADINA時參考。

目錄

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篇　基礎篇

章　ADINA基本功能與開發設置　10

1.1　ADINA概述　10

1.1.1　ADINA軟件簡介　10

1.1.2　ADINA主要功能模塊介紹　10

1.2　用戶界麵及基本操作　11

1.2.1　AUI簡介　11

1.2.2　啓動和退齣AUI　12

1.2.3　AUI界麵介紹　12

1.2.4　常用菜單及基本操作　13

1.3　ADINA文件類型　15

1.3.1　前處理和計算設置文件　15

1.3.2　求解與結果文件　15

1.3.3　後處理文件　15

1.3.4　輸入文件　16

1.3.5　輸齣文件　16

1.3.6　其他類型文件　16

1.3.7　ADINA不同模塊使用到的文件　17

1.4　ADINA用戶手冊　17

1.5　二次開發的相關設置　18

第2章　ADINA基本操作　20

2.1　建模方式選擇　20

2.1.1　Native幾何建模　20

2.1.2　Parasolid幾何建模　23

2.1.3　圖形軟件建模　24

2.1.4　文本方式建模　26

2.2　坐標係的靈活應用　26

2.2.1　全局坐標係和局部坐標係　27

2.2.2　幾何坐標架和單元局部坐標係　28

2.2.3　結果轉換坐標係　29

2.2.4　斜坐標係和正交軸係　30

2.2.5　材料軸和初始應變軸　31

2.3　網格剖分形式　33

2.3.1　網格基本要求　33

2.3.2　網格剖分方式　34

2.3.3　網格的連續性檢查　35

2.3.4　不連續網格的粘結　37

2.3.5　不連續網格的接觸綁定　37

2.3.6　其他網格功能　39

2.4　後處理高級分析　40

2.4.1　雲圖/等值綫圖繪製　40

2.4.2　矢量圖繪製　42

2.4.3　包絡圖繪製　43

2.4.4　麯綫圖繪製　44

2.4.5　結果列錶　46

2.5　Zone使用技巧　46

2.5.1　Zone命令特點　46

2.5.2　Zone命令相關操作　47

第3章　ADINA高級使用技術　49

3.1　復雜邊界條件施加　49

3.1.1　約束方程　49

3.1.2　剛性連接　50

3.1.3　流固耦閤邊界　50

3.2　復雜荷載施加　51

3.2.1　時間函數和時間步　51

3.2.2　空間函數　53

3.2.3　荷載的施加　54

3.3　初始條件施加　54

3.4　初應力及初始應力場設置　56

3.4.1　施加初始應變和應力　56

3.4.2　初始應力場設置　58

3.5　施工加載模擬（單元生死技術）　61

3.6　接觸設置　62

3.6.1　接觸設定　62

3.6.2　接觸收斂性的提高　65

3.7　重啓動功能　66

3.7.1　重啓動分析應用範圍　66

3.7.2　重啓動分析的設定　66

3.8　計算內存分配技巧　67

3.8.1　AUI內存分配　67

3.8.2　求解內存設置　68

第4章　ADINA命令流　70

4.1　命令流特點及一般書寫規則　70

4.2　前處理和計算功能部分——*.in文件命令流　71

4.2.1　文件基本設置　71

4.2.2　幾何建模與網格剖分設置　72

4.2.3　單元組信息設置　74

4.2.4　材料屬性設置　76

4.2.5　邊界條件設置　77

4.2.6　荷載設置　78

4.2.7　分析類型設置　80

4.2.8　計算參數設置　81

4.3　後處理部分——*.plo文件命令流　82

4.3.1　基本設置　82

4.3.2　繪製雲圖（等值綫）及相關設置　82

4.3.3　定義物理量　83

4.3.4　定義“模型點”和“模型綫”　83

4.3.5　繪製物理量麯綫圖　83

4.3.6　輸齣物理量　84

4.4　命令流的調用　86

4.5　命令流書寫舉例　87

第5章　水利工程常用本構模型　90

5.1　應力與應變　90

5.1.1　應力與應力張量　90

5.1.2　應力張量不變量與偏應力張量不變量　90

5.1.3　應變張量及其分解　92

5.2　彈性模型　93

5.2.1　綫彈性材料模型　94

5.2.2　非綫性彈性材料模型　97

5.2.3　應用舉例　98

5.3　Mohr-Coulomb模型　99

5.3.1　M-C模型基本理論　99

5.3.2　M-C模型使用設置　100

5.3.3　應用舉例　101

5.4　Drucker-Prager模型　102

5.4.1　D-P模型理論　102

5.4.2　D-P模型使用設置　103

5.4.3　應用舉例　104

5.5　Cam-clay模型　105

5.5.1　Cam-clay模型理論　105

5.5.2　Cam-clay模型使用設置　107

5.5.3　應用舉例　107

5.6　Concrete模型　109

5.6.1　單軸應力應變關係　109

5.6.2　多軸應力應變關係　110

5.6.3　Concrete模型使用設置　112

5.6.4　應用舉例　113

第2篇　應用篇

第6章　溫度場分析　116

6.1　熱傳導基本理論　116

6.2　ADINA-T中溫度荷載的設置　117

6.2.1　溫度荷載的施加方式　117

6.2.2　對流荷載　117

6.2.3　輻射荷載　118

6.2.4　熱流荷載　119

6.3　穩定溫度場分析　120

6.3.1　混凝土保溫闆效果分析　120

6.3.2　混凝土重力壩穩定溫度場　122

6.4　非穩定溫度場分析　125

6.4.1　工程背景　125

6.4.2　建模及求解　126

6.4.3　結果分析　127

第7章　滲流場分析　131

7.1　滲流計算基本理論與設置　131

7.1.1　滲流場基本理論　131

7.1.2　ADINA中滲流計算功能　132

7.1.3　ADINA中滲透係數的設定　132

7.2　有壓滲流分析　133

7.2.1　ADINA自帶算例　133

7.2.2　閘基滲流分析　134

7.3　無壓滲流分析　136

7.3.1　ADINA自帶算例　137

7.3.2　土石壩滲流分析　139

7.3.3　存在的問題及改進方法　144

7.4　滲流場與應力場耦閤計算　144

第8章　固結分析　146

8.1　ADINA固結分析功能　146

8.2　一維土柱固結分析　147

8.2.1　單嚮排水　147

8.2.2　雙嚮排水　154

8.3　曼德爾效應模擬　155

8.3.1　算例簡述　155

8.3.2　建模與求解　155

8.3.3　結果分析　156

8.4　軟土地基排水固結分析　157

8.4.1　問題描述　157

8.4.2　建模與求解　158

8.4.3　結果分析　160

第9章　頻域分析　164

9.1　頻域分析基本理論　164

9.1.1　模態分析　164

9.1.2　反應譜法　164

9.2　模態分析實例　166

9.2.1　問題描述　166

9.2.2　建模及求解　167

9.2.3　結果分析　169

9.3　反應譜法分析實例　171

9.3.1　問題描述　171

9.3.2　模型建立及模態分析　171

9.3.3　反應譜法求解動力反應　171

0章　重力壩靜動力應力和穩定分析　177

10.1　重力壩結構分析概述　177

10.2　重力壩靜力分析　178

10.2.1　問題描述　178

10.2.2　建模與求解　178

10.2.3　結果分析　183

10.3　重力壩動力分析　186

10.3.1　問題描述　186

10.3.2　建模與求解　186

10.3.3　結果分析　189

10.4　重力壩抗滑穩定分析　192

10.4.1　靜力抗滑穩定　192

10.4.2　動力抗滑穩定　193

1章　拱壩應力和整體穩定分析　194

11.1　拱壩結構分析要點　194

11.1.1　計算難點　194

11.1.2　拱壩溫度荷載計算方法　194

11.1.3　拱壩等效應力計算方法　196

11.2　拱壩靜力分析　198

11.2.1　問題描述　198

11.2.2　建模與求解　198

11.2.3　結果分析　205

11.3　拱壩動力分析　208

11.3.1　問題描述　208

11.3.2　建模與求解　208

11.3.3　反應譜法求解動力反應　209

11.4　拱壩整體穩定分析　213

11.4.1　拱壩整體穩定分析方法　213

11.4.2　建模中的注意事項　214

11.4.3　結果分析　215

2章　結構-水體相互作用分析　217

12.1　結構-水體相互作用基本理論　217

12.1.1　附加質量法　217

12.1.2　ADINA勢流體理論　218

12.1.3　ADINA-FSI分析　219

12.2　附加質量法　220

12.2.1　問題描述　220

12.2.2　建模與求解　220

12.2.3　結果分析　223

12.3　ADINA勢流體法　226

12.3.1　問題描述　226

12.3.2　建模與求解　226

12.3.3　結果分析　230

12.4　ADINA-FSI分析　234

12.4.1　問題描述　234

12.4.2　建模及求解　235

12.4.3　結果分析　242

3章　邊坡穩定分析　246

13.1　邊坡穩定分析方法　246

13.2　基於強度摺減法的邊坡穩定計算及影響因素　247

13.2.1　問題描述　247

13.2.2　模型建立　247

13.2.3　摺減係數的調整及安全係數取值　249

13.2.4　非綫性計算中的相關設置　251

13.2.5　修改相關設置後的計算結果　256

13.2.6　其他影響因素　259

13.3　非均質邊坡穩定分析　260

13.3.1　問題描述　260

13.3.2　操作流程　261

13.3.3　結果分析　262

13.4　工程實例分析　264

13.4.1　工程概述　264

13.4.2　操作流程　265

13.4.3　結果分析　266

4章　水工隧洞圍岩穩定及襯砌結構分析　273

14.1　水工隧洞分析概述　273

14.2　二維有壓隧洞襯砌支護模擬　274

14.2.1　算例描述　274

14.2.2　操作流程　275

14.2.3　結果分析　280

14.3　三維無壓隧洞開挖施工模擬　285

14.3.1　算例描述　285

14.3.2　操作流程　286

14.3.3　結果分析　290

第3篇　開發篇

5章　自定義本構模型的二次開發　294

15.1　ADINA自定義材料用戶子程序及編譯　294

15.1.1　自定義材料用戶子程序簡介　294

15.1.2　編譯流程　296

15.2　鄧肯雙麯綫模型二次開發　297

15.2.1　基本公式　297

15.2.2　開發流程　298

15.2.3　程序代碼　299

15.2.4　模型驗證　303

15.3　瀋珠江彈塑性模型二次開發　305

15.3.1　基本公式　305

15.3.2　應力更新算法　308

15.3.3　開發注意事項　309

15.3.4　應用舉例　310

15.4　邊界麵模型二次開發　312

15.4.1　基本公式　312

15.4.2　應力積分算法　313

15.4.3　三軸試驗數值模擬　318

15.4.4　模型應用　319

6章　ADINA數據外部交換與綜閤調用　321

16.1　ADINA網格信息的導齣　321

16.2　外部網格信息的導入　322

16.2.1　命令流文件的生成　322

16.2.2　約束信息的自動查找與設置　324

16.2.3　荷載的處理　325

16.3　後處理數據的自動導齣和處理　329

16.4　常用程序段舉例　332

16.5　綜閤調用實例1——基於溫度模塊的滲流場計算程序　334

16.5.1　問題緣由　334

16.5.2　讀入數據文件　335

16.5.3　程序運行及計算結果　335

16.6　綜閤調用實例2——強度摺減法邊坡穩定自動計算程序　337

16.6.1　編程思想　337

16.6.2　讀入數據文件　337

16.6.3　程序運行及計算結果　338

7章　黏彈性邊界及地震波動輸入　340

17.1　黏彈性邊界　340

17.1.1　黏彈性邊界的基本理論　340

17.1.2　黏彈性邊界的設置　342

17.2　黏彈性邊界與其他邊界比較　350

17.2.1　黏性邊界　350

17.2.2　固定邊界　351

17.2.3　遠置邊界　352

17.2.4　解　353

17.2.5　各類邊界比較　354

17.3　地震波動輸入　355

17.4　基於黏彈性邊界的地震波動反應分析　357

17.4.1　問題描述　357

17.4.2　建模及求解　357

17.4.3　結果提取　367

8章　土石壩地震波動反應分析　369

18.1　基於AUI的土石壩二維地震波動反應分析　369

18.1.1　工程概況及計算條件　369

18.1.2　建模與計算　370

18.1.3　成果輸齣　372

18.2　基於ADINA計算平颱的地震波動反應分析軟件開發　374

18.2.1　地震波動輸入的開發流程　374

18.2.2　SWRA3D軟件基本功能　374

18.2.3　SWRA3D軟件使用流程　375

18.2.4　SWRA3D軟件輸入和輸齣文件　376

18.3　土石壩三維地震波動反應分析　377

18.3.1　工程概況　377

18.3.2　計算模型及參數　377

18.3.3　計算成果分析　378

參考文獻　383

作者介紹

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岑威鈞，畢業於河海大學，博士，博士後，河海大學副教授。主要從事水工結構教學和研究工作，主持多項國傢、省級基金和各類工程科研項目，齣版《土石壩地震工程學》《土石壩抗震計算理論與應用》和《工程滲流分析與控製》等書籍，精通ADINA和ABAQUS等有限元軟件。周濤：畢業於四川大學，工程師，中國水力發電工程學會會員，長期從事水利水電工程設計、谘詢工作。目前就職於四川省清源工程谘詢有限公司，擔任多個項目的設計總工程師及專業負責人，擅長使用ABAQUS和ADINA等數值分析軟件。熊堃：畢業於武漢大學，博士，工程師，目前就職於長江勘測規劃設計研究有限公司，主要從事水工結構設計研究工作，積纍瞭豐富的ADINA運用經驗。

文摘

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序言

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現代水利工程數值模擬與優化設計：理論、方法與前沿進展 本書旨在全麵、深入地探討現代水利工程領域中數值模擬與優化設計的前沿理論、關鍵技術及其在復雜工程實踐中的應用。它不僅涵蓋瞭基礎的流體力學、水動力學原理，更側重於如何利用先進的計算工具和方法論，解決當代水利工程麵臨的復雜挑戰，如氣候變化影響下的洪水風險管理、生態水利係統的精細化調控、以及大型基礎設施的結構安全評估。 本書的編寫團隊由來自不同水利分支領域的一批資深專傢和富有創新精神的青年學者組成，他們基於多年的科研積纍和工程經驗，力求構建一個理論深度與工程實用性緊密結閤的知識體係。全書內容結構嚴謹，邏輯清晰，旨在為水利工程、土木工程、環境科學以及相關交叉學科的研究人員、高級工程師、設計人員及研究生提供一本權威性的參考手冊和深入的學習指南。 --- 第一部分：水動力學基礎與數值計算方法精要 本部分奠定理解復雜水工程問題的理論基礎，並係統介紹求解這些問題的核心數值工具。 第一章：水動力學基本方程的數值錶達 深入剖析納維-斯托剋斯（Navier-Stokes）方程在水利領域的適用性與簡化。重點討論二維、三維淺水方程（Shallow Water Equations, SWEs）的推導及其在洪水傳播、潮汐模擬中的應用。引入動量、能量和質量守恒在離散化過程中的精確性要求。探討非恒定流、紊流（Turbulence）模型（如 $k-epsilon, k-omega$ 模型）在水工結構近場流場分析中的選擇與標定。 第二章：有限差分法（FDM）與有限體積法（FVM）在水流模擬中的應用 詳細闡述FDM和FVM的原理，尤其側重於FVM在處理非結構化網格和復雜邊界條件時的優勢。重點講解高分辨率格式（High Resolution Schemes），如MUSCL、ENO/WENO格式在捕捉激波、淺水波和突然變化區域時的穩定性與精度。通過具體案例（如堤壩潰決問題）演示黎曼求解器（Riemann Solvers）在構造守恒格式中的核心作用。 第三章：有限元法（FEM）在結構與流固耦閤問題中的地位 介紹Galerkin有限元法的基本原理，重點關注其在處理復雜幾何域和不等階次插值函數上的靈活性。深入探討在水動力學模擬中，如何使用穩定化技術（如SUPG、PSPG）來剋服對流占優問題的數值震蕩。簡要概述邊界元法（BEM）在無限域問題求解中的潛在優勢。 --- 第二部分：水利工程關鍵領域的精細化模擬技術 本部分將理論方法應用於具體的工程場景，展示高精度數值模擬的實踐價值。 第四章：水文模型與耦閤水動力學模擬 探討從流域尺度到局部尺度水文過程的模擬方法，包括集總式模型（如 SCS-CN）和分布式模型（如 Xin-14, MIKES-SHE）。重點討論如何建立有效的雨水/融雪産流模型，並將其與二維/三維水動力學模型進行時間域和空間域的耦閤，實現洪水演進的精細化預報。分析數據同化技術（如卡爾曼濾波）在實時水文預報中的應用潛力。 第五章：河流動力學與河床演變模擬 深入研究河流泥沙輸運過程的數值模擬。分類介紹單顆粒、多粒徑泥沙輸運模型，以及床麵動力學模型（如輸沙率公式的適用性分析）。探討衝淤平衡的數值判據，並以大型水壩下遊河床淘刷或三角洲分支演變為例，展示長時程、大尺度地貌演變的預測方法。 第六章：海岸與海洋工程中的波浪與泥沙相互作用 聚焦於近岸區域的復雜水動力過程。詳細闡述非綫性淺水波理論（如Boussinesq方程組）與銳坡條件下的波浪破碎模型。闡述波浪驅動的近岸環流（如爬坡流、死水區）的數值刻畫，以及波浪對水下結構物衝刷保護層的影響評估。 第七章：水工結構物的水-土-結構耦閤分析 這是本書的核心技術挑戰之一。深入探討水工建築物（如大壩、堤防、樁基）在地震、滲透和水流荷載下的非綫性響應。介紹有效應力原理在土體動力分析中的應用，以及如何利用流固耦閤（Fluid-Structure Interaction, FSI）技術，評估結構在瞬態水力作用下的變形、滲流破壞判據和整體穩定性。 --- 第三部分：優化設計、風險評估與前沿交叉應用 本部分著眼於如何將精細化模擬結果轉化為決策支持工具，並探索水利工程的未來發展方嚮。 第八章：水資源係統優化配置與調度 從宏觀角度審視水資源管理問題。介紹隨機規劃、魯棒優化等先進優化方法，應用於多目標（防洪、供水、發電、生態）的水庫群聯閤優化調度。討論如何將不確定性（如降雨預報誤差）納入優化目標函數，以實現係統風險的最小化。 第九章：工程風險評估與不確定性量化 闡述現代可靠性理論在水利工程設計中的應用。詳細介紹基於濛特卡洛模擬（MCS）和概率積分（FORM/SORM）的結構和水文風險評估方法。重點分析水文頻率麯綫的不確定性對設計標準的影響，並探討如何通過概率風險圖譜指導工程的風險分級管理。 第十章：環境影響模擬與生態水利評估 關注水環境質量和生態係統的數值模擬。包括水質模型（如汙染物遷移與降解）的應用，以及河流連通性對河流生態係統服務功能的影響評估。討論如何利用低影響開發（LID）策略與水動力模擬相結閤，實現城市水循環的綠色管理。 第十一章：高通量計算與模型加速技術 探討在解決大規模、高精度水利問題時，如何利用現代計算資源。介紹並行計算（MPI/OpenMP）在CFD求解器中的實現，以及圖形處理器（GPU）加速技術在實時洪水預報和迭代優化求解中的前沿應用。討論模型降階技術（Model Order Reduction）在快速響應分析中的價值。 --- 總結： 本書不僅是一本關於數值方法在水利工程中應用的工具書，更是一部關於如何運用現代計算科學思維解決實際工程難題的綜閤性著作。它強調從物理機製齣發，選擇恰當的數學模型，並利用高效的數值算法進行求解，最終通過可靠性分析和優化設計，為構建安全、高效、可持續的水利基礎設施提供堅實的理論支撐和技術保障。通過對這些復雜係統的深入刻畫，讀者將能夠超越傳統經驗設計方法的局限，邁入精準化、智能化水利工程設計的新階段。