数值模拟的概念与方法.ppt

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工程地质数值模拟技术与应用
一、工程地质数值计算的意义、任务
工程地质数值计算：应用工程地质学原理、现代数学力学方法和计算机技术，研究、解决工程地质（岩土）学中的定量（半定量）化问题的一门学科。
岩土工程中为什么要进行数值计算？
本专业的工作内容涉及大量的复杂计算
数值方法在工程实践和科学研究中的地位
复杂科学问题解答的一般思路
模型的概念与数学建模
寻求科学的计算方法是解决问题的重要途径
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数值分析方法的必要性和重要性：
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有很多问题无法建立解析方程
即使建立了解析方程，但无法求得解析解
试验方法费时、费力
有很多情况，如核爆炸等无法或很难进行试验
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数值法涉及的复杂运算有哪些？
钢筋砼 结构力学
土压力、挡土墙、堤坝
地基承载力、最终沉降量
基坑、边坡
桩基础
锚杆的设计
地铁、隧道工程、地下洞室、矿山开采
特点：精度、深度、难度、数据量
数值方法的研究地位
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理论与方法并重
试验、数值计算与工程实践相互检验
现代计算机技术为数值方法的发展提供硬件和软件保证
数学建模为计算提供有利的工具
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300m级高坝
500m级高边坡
10km以上深埋长隧道
西部地形急变带及极端条件下的交通工程
长距离跨流域调水
跨海大桥
跨海峡隧道
。。。。。
工程地质数值计算的作用
中国的大型和巨型工程建设
90年代-21世纪我国水电建设的标志性工程
工程规划分东线、中线和西线三部分，东线从长江江苏扬州段调水，经过江苏、山东到达河北、天津。中线从湖北丹江口水库调水经河南、河北到北京、天津，西线规划从长江上游调水到黄河上游，供应西北和华北，正在规划中。