含自由面的无压渗流问题本质上是一类非线性自由边值问题,固定网格的结点虚流量法在全域范围内不断扣除虚域流量贡献,从而使该问题得到求解.它具有网格依赖性小、出逸点收敛快等优点,但其内在理论基础尚未被完全揭示.通过引入互补型约束条件建立了结点虚流量法和Signorini型变分不等式提法的等价性桥梁,在此基础上引入过渡区放大系数△h对自由面判别准则进行优化,并以砂槽模型试验为例进行验证.对比结果表明,优化后算法数值稳定性更好,计算结果与试验数据吻合度更高.研究成果为超大规模网格的渗控结构优化设计提供了有效分析手段.
水工结构工程 结点虚流量法 Signorini型变分不等式 互补型约束 改进算法