河海大学袁维海研究员在岩土工程大变形问题上的突破：粒子有限元法为行业注入新活力
在岩土工程的领域中，大变形问题一直是一个理论和实践中难以攻克的难题。诸如滑坡、泥石流、静力触探试验和打桩等现象，长期以来都需要更加高效和精确的方法。在此背景下，河海大学力学与材料学院的袁维海副研究员，在著名的岩土工程期刊Acta Geotechnica上发表了一项引人注目研究成果，为解决这类问题提供了新的方向。
该研究围绕着“粒子有限元法（PFEM）在Abaqus软件中的实施应用”展开，针对大变形分析进行了深入的。袁维海研究员团队通过二次开发Abaqus软件，成功将粒子有限元法这一大变形数值分析手段融入其中。这一创新弥补了传统商业软件在大变形分析功能上的不足，为行业提供了简易而高效的计算工具。
粒子有限元法的一个显著优势在于，它能够将有限元网格中的节点视为自由粒子。随着分析的每一步进行，这些粒子的位置会根据位移增量进行更新。这种方法有效地解决了传统有限元法存在的网格扭曲问题。该研究还采用了Abaqus的内置函数进行常规增量FEM分析，并使用mesh-to-mesh mapping方法实现场变量的映射。这一切都可以通过单个Python脚本实现PFEM数值模拟，这无疑大大降低了编码工作量，为PFEM方法在岩土工程中的推广应用铺平了道路。
经过一系列严格的验证，包括弹性悬臂梁弯曲、刚性基础贯入试验、T-bar贯入试验以及海床-管线相互作用等问题的分析，该方法展现出了极高的准确性和稳定性。它不仅能够处理大变形问题，还能够精准地解决土-结构相互作用等复杂问题。
Abaqus-PFEM方法的结合，不仅发挥了PFEM在处理大变形问题上的优势，还利用了Abaqus软件强大的有限元求解和前后处理功能。其优点体现在计算精度高、计算效率高、应力结果光滑，以及在处理接触非线性和材料非线性上的简洁性。这一创新方法为解决岩土工程大变形问题提供了新的思路和方法。
值得一提的是，该论文于2021年7月荣获ESI高被引论文称号。这项研究得到了国家重点研发计划项目（项目编号2017YFC1502603）和国家自然科学基金项目（项目编号41807223）的经费支持。
随着科技的不断进步，我们期待袁维海研究员及其团队在这一领域能够取得更多的突破，为岩土工程的发展注入更多的活力。流产网也为大家提供丰富的资讯和深入的，希望对大家有所帮助。
