高精度温度场数值仿真对严苛环境下混凝土坝的设计运行至关重要。然而,有限元分析中离散生成的网格模型与真实几何模型之间存在差异,尤其对于包含复杂边界的结构,这种以多边形网格逼近光滑几何的差异更加明显。针对这种模型误差,目前缺乏有效量化手段,导致基于误差模型的数值计算结果难以保证精度。为探究模型误差对温度场计算精度的影响机制,提出离散几何保真度误差(dgfe)新指标,以定量表征几何模型与网格模型的差异,通过对比计算等几何分析与有限元分析的dgfe指标,验证了等几何分析方法具有更高的几何精确性与数值求解精度。为实现混凝土坝温度场的高精度仿真,开发了等几何分析热传导计算方法,并应用于坝后背管及冷却水管等典型结构的温度场模拟,结果表明该方法兼具优良的求解精度与计算效率。针对混凝土坝施工期分层浇筑的特点,将生死单元技术与等几何分析深度融合,模拟了实际混凝土坝施工期温度场的动态演化过程,选取两个典型测点进行温度分析,仿真结果与实测数据高度吻合,相对误差分别为3.8%和2.8%,证实了等几何分析在混凝土坝温度场动态仿真计算中的有效性,为该类复杂结构的温度场分析提供了一种几何精确且高精度的数值仿真手段。
LI et al. (Sun,) studied this question.