工程数值方法适用于哪里

⑴ 数值计算方法概述

在采矿工程中，数值模拟方法不仅能模拟岩体复杂的力学和结构特征，还能很方便地解决现场监测过程中需要大量人力、物力而无法完成的、现有力学理论不能求解的复杂形体问题，并对矿山岩体稳定性进行预测与预报。

关于岩土工程的数值分析方法，很多学者都作过系统综述^{[53，68，72]}，笔者只拟简单介绍。岩土工程数值分析方法，主要分为三大类，如图7-1所示。

图7-1 边坡工程数值分析方法

(1)连续介质数值分析方法

连续介质数值分析方法的理论基础是弹(塑)性力学。因此，在该类数值分析方法公式的推导过程中，需要满足基本方程和边界条件。只是在求解手段上，采用了不同于弹性力学的各种近似解法。这类数值分析方法包括有限差分法、有限单元法和边界单元法等，它适用于连续介质体的地下工程围岩与结构的应力分析和位移求解。

(2)非连续介质数值分析方法

非连续介质数值分析方法的理论基础是牛顿运动定律，它并不满足结构的位移连续条件，但是可以求出结构在平衡状态下的位移或者在不可能处于平衡状态时的破坏模式。此外，尽管结构不受位移连续的约束，但应满足给定的单元和交界面的本构定律。这类数值分析方法主要有离散单元法和不连续变形分析(DDA)。这些数值分析方法可用于分析节理岩体可能发生的不连续变形，如洞室围岩附近岩块的分离与滑落等。

(3)混合介质数值分析方法

混合介质数值分析方法是连续和不连续分析方法的耦合。在地下结构的某些区域(如洞室附近)，围岩体由于开挖影响而发生块体的分离而不连续，在另外区域(如远离洞室)，则岩体一般仍相互联系而处于连续状态。因此，考虑两种不同力学介质的耦合分析很必要。目前常见的耦合方法有有限元与离散元的耦合、边界元与离散元的耦合等。混合介质吸取连续介质和非连续介质两种数值分析方法中的优点，在可能发生不连续变形的岩体，采用非连续介质方法模拟，而远离洞室的岩体一般仍处于连续状态，可采用连续介质模型分析。

本章分别采用有限元强度折减法、有限元和离散元相结合的CDEM法、FLAC差分法，开展安家岭露天矿露天井工联合开采的数值模拟分析，研究露天开采和井工开采的相互作用及影响规律。

⑵ 除有限单元法外，岩土工程常用到哪些数值方法，并对比其优缺点

岩土工程常用的数值方法包括：有限差分法、边界元法、离散元法、颗粒元法、不连续变形分析法、流形元法、模糊数学方法、概率论与可靠度分析方法、灰色系统理论、人工智能与专家系统、神经网络方法、时间序列分析法。
有限单元法的优缺点：有限单元法的理论基础是虚功原理和基于最小势能的变分原理，它将研究域离散化，对位移场和应力场的连续性进行物理近似。有限单元法适用性广泛，从理论上讲对任何问题都适用，但计算速度相对较慢。即，物理概念清晰、灵活、通用、计算速度叫慢。
有限差分法：该方法适合求解非线性大变形问题，在岩土力学计算中有广泛的应用。有限差分法和有限单元法都产生一组待解方程组。尽管这些方程是通过不同方式推导出来的，但两者产生的方程是一致。另外，有限单元程序通常要将单元矩阵组合成大型整体刚度矩阵，而有限差分则无需如此，因为它相对高效地在每个计算步重新生成有限差分方程。在有限单元法中，常采用隐式、矩阵解算方法，而有限差分法则通常采用“显式”、时间递步法解算代数方程。
边界元法：该方法的理论基础是Betti功互等定理和Kelvin基本解，它只要离散求解域的边界，因而得到离散代数方程组中的未知量也只是边界上的量。边界元法化微分方程为边界积分方程，离散划分少，可以考虑远场应力，有降低维数的优点，可以用较少的内存解决较大的问题，便于提高计算速度。
离散元法：离散元法的理论基础是牛顿第二定律并结合不同的本构关系，适用对非连续体如岩体问题求解。该方法利用岩体的断裂面进行网格划分，每个单元就是被断裂面切割的岩块，视岩块的运动主要受控于岩体节理系统。它采用显式求解的方法，按照块体运动、弱面产生变形，变形是接触区的滑动和转动，由牛顿定律、运动学方程求解，无需形成大型矩阵而直接按时步迭代求解，在求解过程中允许块体间开裂、错动，并可以脱离母体而下落。离散元法对破碎岩石工程，动态和准动态问题能给出较好解答。
颗粒元法：颗粒元方法是通过离散单元方法来模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用，它采用数值方法将物体分为有代表性的多个颗粒单元，通过颗粒间的相互作用来表达整个宏观物体的应力响应，从而利用局部的模拟结果来计算颗粒群群体的运动与应力场特征。 不连续变形分析方法：该方法是并行于有限单元法的一种方法，其不同之处是可以计算不连续面的错位、滑移、开裂和旋转等大位移的静力和动力问题。此方法在岩石力学中的应用备受关注。
流形元法；该方法是运用现代数学“流形”的有限覆盖技术所建立起来的一种新的数值方法。有限覆盖是由物理覆盖和数学覆盖所组成的，它可以处理连续和非连续的问题，在统一解决有限单元法、不连续变形分析法和其他数值方法的耦合计算方面，有重要的应用前景。
无单元法：该方法是一种不划分单元的数值计算方法，它采用滑动最小二乘法所产生的光滑函数去近似场函数，而且又保留了有限单元法的一些特点。它只要求结点处的信息，而不需要也没有单元的信息。无单元法可以求解具有复杂边界条件的边值问题，如开裂问题，只要加密离散点就可以跟踪裂缝的传播。它在解决岩石力学非线性、非连续问题等方面具有重要价值和发展前景。
混合法：对于复杂工程问题，可采用混合法，即有限单元法、边界元法、离散元法等两两耦合来求解。
模糊数学方法：模糊理论用隶属函数代替确定论中的特征函数描述边界不清的过渡性问题，模糊模式识别和综合评判理论对多因素问题分析适用。 概率论与可靠度分析方法：运用概率论方法分析事件发生的概率，进行安全和可靠度评价。对岩土力学而言，包括岩石（土）的稳定性判断、强度预测预报、工程可靠度分析、顶板稳定性分析、地震研究、基础工程稳定性研究等。
灰色系统理论：以“灰色、灰关系、灰数”为特征，研究介于“黑色”和“白色”之间事件的特征，在社会科学及自然科学领域应用广泛。岩土力学中，用灰色系统理论进行岩体分类、滑坡发生时间预测、岩爆分析与预测、基础工程稳定性、工程结构分析，用灰色关联度分析岩土体稳定性因素主次关系等。
人工智能与专家系统：应用专家的知识进行知识处理、知识运用、搜索、不确定性推理分析复杂问题并给出合理的建议和决策。岩石力学中，可进行如岩土（石）分类、稳定性分析、支护设计、加固方案优化等研究。 神经网络方法：试图模拟人脑神经系统的组织方式来构成新型的信息处理系统，通过神经网络的学习、记忆和推理过程进行信息处理。岩石力学中，用于各种岩土力学参数分析、地应力处理、地压预测、岩土分类、稳定性评价与预测等。
时间序列分析法：通过对系统行为的涨落规律统计，用时间序列函数研究系统的动态力学行为。岩石力学中，用于矿压显现规律研究、岩石蠕变、岩石工程的位移、边坡和硐室稳定性等、基础工程中降水、开挖、沉降变形等与时间相关的问题。

⑶ 工程数值方法的MATLAB程序编写

数值积分法是求定积分的近似值的数值方法。即用被积函数的有限个抽样值的离散或加权平均近似值代替定积分的值。

求某函数的定积分时，在多数情况下，被积函数的原函数很难用初等函数表达出来，另外，许多实际问题中的被积函数往往是列表函数或其他形式的非连续函数，对这类函数的定积分，也不能用不定积分方法求解。对微积分学作出杰出贡献的数学大师，如I.牛顿、L.欧拉、C.F.高斯、拉格朗日等人都在数值积分这个领域作出了各自的贡献，并奠定了这个分支的理论基础。

数值积分法也是计算机仿真中常用的一种方法。在已知函数的微分方程时，求解函数下一时刻的值，我们主要有欧拉法、梯形法和龙格库塔法。

欧拉法，这些方法中精度最低的，程序相对简单。欧拉法的表达式可以写成下面的形式：

图中振荡最大的是欧拉法，梯形法和四阶龙格库塔法精度差不多。四阶龙格库塔法精度最高。

⑷ 有哪些能应用到工程管理的数值分析方法

如下：

1、因素分析法。

2、价值工程法。

3、概率决策法。

4、经验统计法。

5、关键线路分析法。

6、盈亏分析法。

7、敏感分析法。

8、数据程式化。

信息就是数据，包括人性也是可以量化的。所以我认为他是涵盖了我们的方方面面。

介绍

工程管理专业的人才培养适应国民经济和社会发展的实际需要，注重学生综合素质的培养。

目标是培养拥有系统化管理思想和较高管理素质，掌握管理学与经济学基础理论以及信息与工程相关技术知识，具有一定的理论和定量分析能力、实践能力以及创新创业能力，具备职业道德与国际视野，满足现代管理需要的高素质人才。

⑸ 数值分析有什么作用 数学中的数值分析的详细作用在哪些方面请举例一下 谢谢

楼上说的很专业了 我就不多说了 说下通俗的理解吧 数值分析 就是可以没有解析的数学表达式 但可以在一定的误差内算出结果就可以了 或者是一些很难求出精确解的表达式 我们可以求出它的数值解 这个有《计算方法》这门学问可以学习 再个这类问题多用于工程上的一些计算 因为工程上很多都是要数据的 不需要表达式 我是学工科的 所以比较了解 工程设计 上也常用到 希望能给你帮助 采纳我吧 不胜感激

⑹ 什么是工程地质数值法

工程地质数值方法是应用数值分析手段来解决与工程相关的地质体稳定性问题的一种方法．如弹性有限元法，大变形有限元法，有限差分法，非连续体离散元法，工程地质问题反分析法及其他数值方法．

⑺ 计算工程量的方法有哪些

计算工程量的方法
计算工程量的方法实际上是计算顺序问题。工程量计算顺序一般有以下三种：
①按施工先后顺序计算。即从平整场地、基础挖土算起，直到装饰工程等全部施工内容结束为止，用这种方法计算工程量，要求具有一定的施工经验，能掌握组织全部施工的过程，并且要求对定额和图纸的内容十分熟悉，否则容易漏项。
②按基础定额或单位估价表的分部分项顺序计算，即按定额的章节、子项目顺序，由前到后，逐项对照，只需核对定额项目内容与图纸设计内容一致即是需要计算工程量的项目。这种方法要求首先熟悉图纸，要有较好的工程设计基础知识，同时还应注意工程图纸是按使用要求设计的，其建筑造型、内外装修、结构形式以及室内设施千变万化，有些设计还采用了新工艺、新技术和新材料，或有些零星项目可能套不上定额项目，在计算工程量时，应单列出来，待后面编制补充定额或补充单位估价表。
③按轴线编号顺序计算工程量。这种方法适用于计算外墙挖地槽、基础、砌墙体、装饰等工程。

⑻ 数值分析在现实中有哪些应用

说一个大家不太容易知道的。现代做薄膜的方法一般是材料加一个“输入条件。”具体的生长过程（原子尺度的）我们一般是无法管的。这也是材料物理里有一个超级难搞但是一旦做出来会超级重要的东西，薄膜生长动力学。这个主要是研究薄膜是如何长出来的，研究那个过程。假如能够把镀膜的过程动态化那么很显然研究薄膜的难度会降低很多。自然对集成电路和计算机硬件产业可以强力助推。 但是这个东西单纯去做实验研发是几乎做不成的。薄膜生长的条件（高温，电磁，化学气）已经决定了在这个情况下用分析测试仪器做检测是不太现实的。当然。也并非完全做不成。那么自然，用数值分析去模拟，就是一个很好的选择。这个东西一般是用Atomic scale modeling的方法去搞。1980年开始有很多报道和成功的案例。但目前缺乏一个更general的方法（类似做出像密度泛函那样的，非常优雅的理论）。其实个人猜测这个更general的方法应该是存在的。毕竟薄膜生长也就是那几种路径（层，岛，层+岛）罢了。

⑼ 工程中常用的数值模拟方法有哪些

有限单元法，是一种有效解决数学问题的解题方法。其基础是变分原理和加权余量法，其基本求解思想是把计算域划分为有限个租扰绝互不重叠的单元，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线弊姿性表达式 ，借助于变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。采用不同李信的权函数和插值函数形式，便构成不同的有限元方法。有限元方法最早应用于结构力学，后来随着计算机的发展慢慢用于流体力学的数值模拟。

⑽ 设计概算时建筑单位工程概算有哪几种编制方法分别适用于什么情况

单位建筑工程概算的编制方法

（1）概算定额法

①又称为扩大单价法或扩大结构定额法。该方法要求初步设计达到一定深度，建筑结构比较明确时方可采用。

②利用概算定额法编制设计概算的具体步骤如下：按照概算定额分部分项顺序，列出各分项工程的名称；确定各分部分项工程项目的概算定额单价（基价）；计算单位工程的人、料、机费用；根据人、料、机费用，结合其他各项取费标准，分别计算企业管理费、利润、规费和税金；计算单位工程概算造价。

（2）概算指标法

①当初步设计深度不够，不能准确地计算工程量，但工程设计采用的技术成熟而又有类似工程概算指标可以利用时，可以采用概算指标法编制工程概算。

②概算指标法计算精度较低，但由于其编制速度快，因此对一般附属、辅助和服务工程等项目，以及住宅和文化福利工程项目或投资比较小、比较简单的工程项目投资概算有一定实用价值。

（3）类似工程预算法

利用技术条件与设计对象相类似的已完工程或在建工程的工程造价数据来编制拟建工程设计概算的方法。该方法适用于拟建工程初步设计与已完工程或在建工程的设计相类似且没有可用的概算指标的情况，但必须对建筑结构差异和价差进行调整。

单位设备及安装工程概算的编制方法

（1）预算单价法；

（2）扩大单价法；

（3）设备价值百分比法；

（4）综合吨位指标法。