水资源的短缺以及水资源的不合理分布已经成为制约我国国民经济发展的重要因素,如何合理调度我国的水资源分布、实现可持续发展是摆在目前一个急需解决的问题。在远距离输水工程中,使用最多的水工建筑物就是渠道和输水式建筑物。渡槽作为重要的输水建筑物,其重要性不言而喻。而在渡槽结构抗震研究中,水体对结构产生的影响是不容忽视的。 目前,渡槽内的水体简化的方法大体上分有两种,一种是线性方法,如westergaard附加质量、Housner模型。另一种是非线性方法,研究流体非线性晃动对渡槽影响,如边界元法、ALE型有限元法等。 本文从水体与结构相互作用的有限元理论出发,采用Visual Fortran程序分别计算了有水渡槽动力响应:一种是不考虑水体晃动作用,通过求解有限元流固耦合方程组,可以给出水体动水压力响应以及结构的各种动力响应;另一种是利用LEVELSET的基本思想计算水体的晃动作用,分析水体晃动对渡槽动力响应的影响。 通过计算可以得出渡槽在地震波作用下考虑与不考虑水体作用的动力响应以及动水压力响应,对影响渡槽动力响应的主要因素进行了分析与计算,比较考虑水体晃动与不考虑水体晃动的渡槽动力响应,初步揭示了渡槽的地震反应性状以及流固耦合对渡槽动力响应的影响。另外本文在ANSYS中采用附加质量法和Housner方法对渡槽进行了动力响应时程计算,与本文所用方法在计算结果上进行了比较与分析。 最后对本文工作进行了总结,指出考虑水体对渡槽的作用充分考虑了渡槽的安全性,高估了渡槽的动力响应,并指出了考虑水体的渡槽动力计算的发展方向。