The demand for high-fidelity numerical simulations in soil-structure interaction analysis is on the rise, yet a standardized workflow to guide the creation of such simulations remains elusive. This paper aims to bridge this gap by presenting a step-by-step guideline proposing a workflow for dynamic analysis of structures with pile foundations. The proposed workflow encompasses instructions on how to use Domain Reduction Method for loading, Perfectly Matched Layer elements for wave absorption, soil-structure interaction modeling using Embedded interface elements, and domain decomposition for efficient use of processing units. Through a series of numerical simulations, we showcase the practical application of this workflow. Our results reveal the efficacy of the Domain Reduction Method in reducing simulation size without compromising model fidelity, show the precision of Perfectly Matched Layer elements in modeling infinite domains, highlight the efficiency of Embedded Interface elements in establishing connections between structures and the soil domain, and demonstrate the overall effectiveness of the proposed workflow in conducting high-fidelity simulations. While our study focuses on simplified geometries and loading scenarios, it serves as a foundational framework for future research endeavors aimed at exploring more intricate structural configurations and dynamic loading conditions


翻译:在土-结构相互作用分析中,对高保真数值模拟的需求日益增长,然而指导此类模拟构建的标准化工作流程仍显缺乏。本文旨在通过提出一个分步指南来弥合这一差距,该指南为桩基结构的动力分析提供了一套工作流程。所提出的工作流程包含以下指导:如何使用域缩减法进行荷载施加、采用完全匹配层单元进行波吸收、利用嵌入式界面单元进行土-结构相互作用建模,以及运用区域分解以实现处理单元的高效利用。通过一系列数值模拟,我们展示了该工作流程的实际应用。我们的结果表明:域缩减法能在不损失模型保真度的前提下有效缩减模拟规模;完全匹配层单元在模拟无限域时表现出高精度;嵌入式界面单元在建立结构与土域间的连接方面具有高效性;并且所提出的工作流程在进行高保真模拟时整体上是有效的。尽管本研究聚焦于简化的几何形状和荷载工况,但它为未来旨在探索更复杂结构构型和动力荷载条件的研究工作提供了一个基础框架。

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