平面弹性力学问题等价的间接变量边界积分方程

用变分法确立平面弹性力学外边值问题的确切形式.在此基础之上,导出外边值问题的等价的间接变量边界积分方程.一些实例表明传统的惯用的直接变量边界积分方程与原边值问题是不等价的.     

基于三维弹性问题的多极边界元法核函数分解

多极边界元法已经成功地应用于大规模工程计算中.得到并且证明了基于三维弹性问题的多极边界元法核函数分解的定理(定理1),完善了多击边界元法的数学理论.     

多孔弹性层的刚性边界对扭转表面波传播的影响

根据介质的力学性能,正如Cowin及Nunziato一样,导出多孔弹性层覆盖在多孔弹性半空间上时,研究其刚性边界对扭转表面波传播的影响.导出了速度方程并对其结果进行了讨论.发现介质中可能存在两类扭转表面波阵面,而Dey等(Tamkang Journal of Science and Engineering,2003,6(4):241-249.)给出的没有刚性边界面时,存在3类扭转表面波阵面.研究还揭示,多孔弹性层中Love波也可能随同扭转表面波一起存在.值得注意的是,刚性边界面多孔弹性层中Love波的相速度,不同于自由边界面多孔弹性层中的相速度.实际观察到扭转波的色散性,以及速度随着振荡频率的增大而减小.     

求弹性半平面问题基本解的一个直接方法

本文利用镜像法[2]和直接积分导出了弹性半平面问题的基本解.这个推导方法比Gladwell用镜像法和富氏变换要直观.这个基本解对于用边界元法分析半平面域具有任意外形孔洞的应力集中问题将起着十分重要的作用.     

求解平片裂纹问题的有限部积分与边界元法

本文利用位移的Somigliana公式和有限部积分的概念,导出了求解三维弹性力学中的任意形状平片裂纹问题的超奇异积分方程组,进而联合使用有限部积分法与边界元法对所得方程建立了数值法.为验证本文的方法,计算了若干数值例子的裂纹面的位移间断及裂纹前沿的应力强度因子,它们与理论值相比符合很好.     

奇异边界法分析含水下障碍物水域中的水波传播问题

研究奇异边界法模拟水波在含水下障碍物水域的传播过程.奇异边界法是一种最近提出的新型边界配点方法,具有无网格和无数值积分、数学简单、编程容易等优点.首先研究了奇异边界法分析典型水波算例的精度及效率,并与边界元法的计算结果进行比较,然后通过数值模拟讨论分析了水下障碍物位置、尺寸及形状等因素对水波传播的影响.发现奇异边界法的计算精度较高,且与边界元法的计算结果吻合较好;数值结果显示水下障碍物的不同高宽比对水波的传播影响明显:障碍物无量纲高度越大对水波的屏障作用越明显;障碍物无量纲宽度增加对水波的屏障作用先增强后变弱.在高宽比一定时,斜率变化对水波的屏障作用不明显;含吸收边界水下障碍物可以得到较低的传递系数和较高的反射系数, 对水波的屏障作用更为明显.     

具有两个驰豫时间的热弹性立方晶体材料中平面波的传播

研究具有两个驰豫时间的、两个不同弹性和热性质的、广义传热立方晶体固体半空间的有缺陷结合面上,热弹性平面波的反射和折射问题.具有两个驰豫时间的广义热弹性理论,是1972年由Green和Lindsay提出并应用于问题的研究.对有缺陷边界,给出了反射系数和折射系数(即反射波和折射波振幅与入射波振幅之比)的表达式,并推演了法向刚性边界、横向刚性边界、接触传热边界、滑动边界和结合面边界时的表达式.给出了在不同边界条件及出射角时,不同的反射波和折射波的振幅比,在不同的入射波时的变化图.发现反射波和折射波振幅比受到介质刚性和热性质的影响.     

热载荷作用下平面裂纹问题的奇异积分方程与边界无法

从边界积分方程出发,导出了二维裂纹体热传导问题及热弹性问题的积分方程组,继而使用奇异积分方程与边界元相结合的方法,为其建立了相应的数值求解方法。此外,利用奇异积分方程的主部分析法,严格地证明了裂纹尖端温度梯度场的1/√r 奇异性,并且给出了奇性温度梯度场的精确解。最后。对一些典型例子,做了数值计算。     

热载荷作用下平面裂纹问题的奇异积分方程与边界元法

从边界积分方程出发,导出了二维裂纹体热传导问题及热弹性问题的积分方程组,继而使用奇积分方程与边界元相结合的方法,为其建立了相应的数值求解方法。此外,利用奇异积分方程的主部分析法,严格地证明了裂纹尖端温度梯度的１／√ｒ奇异性,并且给出了奇性温度梯度场的精确解。最后,对一些典型例子,做了数值计算。     

正交小波变换中边界延拓的精确重构算法

本文研究了小波应用中的边界延拓问题.通过边界补偿的方法导出了零延拓滤波器矩阵的逆矩阵,分析了零延拓的滤波器矩阵与无穷滤波器矩阵之间的差异.     

半无限及含孔无限平面在各种边界条件下的复位势基本解*

运用Riemann-Schwarz对称原理和线弹性力学解的叠加原理建立了半无限平面及含孔无限平面在各种边界条件下基本解的一般求解方法,并分别导出边界上受不同荷载以及边界固定等各种边界条件下的复位势基本解。     

无限样条边界元及其在结构—地基耦合中的应用*

本文基于三维弹性力学问题的Kelvin解在无穷远处的性态,构造了一种无限样条边界元.用半空间地表圆域受均压下的解析解,验证了这类单元良好的计算精度;以它与三维样条边界元相结合,分析了弹性半空间地基板.结果表明,这种模型在分析结构与地基耦合问题上不仅具有普适性而且自由度少,计算精度高.     

岩石介质变模量帽盖模型的弹塑性本构关系

本文用连续介质力学的理论分析了岩石屈服前的性状,导出了岩石介质的非线性弹性的本构方程,并与实验资料进行了比较,二者十分接近.进而用非线性弹性取代一般帽盖模型中关于弹性区的线弹性假设,导出了非线性弹性—塑性硬化的帽盖模型.     

多孔固体充满黏性流体时的边界条件

基于物理学基本原理和能量守恒定律的精确检查,导出充满黏性流体多孔固体边界呈连续性要求的边界条件.当孔隙流体具有黏性时,多孔弹性固体就是一个耗散的充满黏性流体的多空固体.孔隙流体的黏性造成的耗散应力准确地表达了边界条件.边界上两种固体连接的不完全,导致孔隙流体的流出,多孔骨料两边微粒运动的不平衡.导出多孔.多孔固体界面孔隙局部连接时的数学模型.在该界面上,滑移的松.紧,以及孔隙开.合,能造成一部分应变能的耗散.数值结果表明,在水和饱和油砂岩之间的界面上,修正的边界条件将影响各向同性多孔介质中折射波的能量.     

与线弹性结构连接的弹性基础圆板大挠度问题

本文处理边界与线弹性结构连接的弹性基础圆板的轴对称大挠度问题.用混合边界条件方法[1]建立了问题的确定积分方程组,并进行了简化.用摄动法给出了解答.计算了圆板与圆柱壳组合问题的例子.     

圆形均布荷载作用下分数导数型黏弹性土基变形分析

土体的蠕变特性是影响工后沉降和工程安全的重要因素.基于半空间弹性土基受圆形均布荷载作用弹性理论解,根据弹性与黏弹性理论的对应原理,建立了分数导数型黏弹性土基在竖向圆形均布荷载作用下的地表位移与分数阶导数等参数的关系,并分析了不同分数阶下地表变形的时效特性.结果表明,与经典黏弹性本构模型相比,分数导数黏弹性模型能够在较宽的范围内描述黏弹性土基变形的特性,采用分数导数Kelvin黏弹性本构模型计算的地表沉降较经典的Kelvin黏弹性模型小,土基的蠕变特性与分数导数的阶数有关,具有更为广泛的适用性和应用前景.     

二维黏弹性力学问题的无网格自然单元法

基于无网格自然单元法,建立了求解二维黏弹性力学问题的一条新途径.基于弹性 黏弹性对应原理和Laplace(拉普拉斯)变换技术,首先将黏弹性问题转换成Laplace域内与弹性力学问题相同的形式,然后推导出基于自然单元法分析黏弹性问题的基本公式.作为一种新兴的无网格数值计算方法,自然单元法的实质是一种基于自然邻近插值的Galerkin(伽辽金)法.相对于其他无网格法,自然单元法的形函数具有插值性和支持域各向异性等特点.算例结果证明了所提分析方法的有效性.     

弹性地基上的自由矩形板

在弹性地基上的自由矩形板的弯曲,在弹性薄板理论中也是个难题.本文以叠加法提供一个精确解.它满足微分方程,自由边界的条件以及自由角点条件.这样将导致一系列无穷联立方程.所解的问题为在板的中点作用一集中力这问题.我们并以地基反力应与这集中力相平衡.校核所作的计算是否正确.     

不可压流体的边界层问题

研究三维有界区域在边界上有流动的不可压流体的边界层问题,导出了Navier-Stokes方程区域内部的近似方程(Euler方程和线性化的Euler方程)和边界附近近似的方程(零阶边界层方程与一阶边界层方程),证明了这种近似的合理性.     

非齐次弹性力学问题双互易边界元方法研究北大核心CSCD

基于弹性力学边界元方法理论,将边界元法与双互易法结合,采用指数型基函数对非齐次项进行插值得到双互易边界积分方程.将边界积分方程离散为代数方程组,利用已知边界条件和方程特解求解方程组,得出域内位移和边界面力.指数型基函数的形状参数是由插值点最近距离的最小值决定,采用这种形状参数变化方案,分析径向基函数(RBF)插值精度以及插值稳定性.再次将指数型基函数应用到双互易边界元法中,分析双互易边界元方法下计算精度及稳定性,验证了指数型插值函数作为双互易边界元方法的径向基函数解决弹性力学域内体力项问题的有效性.