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相似文献
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1.
基于Biot理论和双重孔隙介质理论研究了弹性波在双重孔隙介质与流体饱和单一孔隙介质 界面的反射和透射问题,在界面上假定裂缝孔隙流体相对于固体骨架的位移为零,推导了反 射系数和透射系数的计算公式,数值讨论了反射系数和透射系数随入射角和频率的变化关 系. 同时,讨论了双重孔隙介质中3种压缩波(P-1, P-2和P-3波)和一种剪切波(S波) 的频散和衰减特性.  相似文献   

2.
SH波对界面圆柱形弹性夹杂散射及动应力集中   总被引:11,自引:0,他引:11  
运用Green函数法求解SH波对界面圆柱形弹性夹杂的散射。首先,给出含有半圆柱形弹性夹杂的弹性半空间表面上任意一点、承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移函数。其次,取该位移函数作为Green函数,推导出定解积分方程。最后,给出介质参数对界面圆柱形弹性夹杂的动应力集中系数的影响。  相似文献   

3.
SH波散射与界面圆孔附近的动应力集中   总被引:36,自引:4,他引:36  
刘殿魁  刘宏伟 《力学学报》1998,30(5):597-604
建立了求解含有界面圆孔的二种不同弹性组合介质中SH波的散射和界面圆孔附近的动应力集中问题的Green函数法给出了一个具有半圆形缺口的弹性半空间水平表面上任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时位移函数的基本解取基本解作为Green函数,建立起问题的定解积分方程最后给出了界面圆孔的动应力集中的算例和结果,并讨论了不同介质参数的组合对动应力集中的影响  相似文献   

4.
SH波作用下界面任意形状孔洞附近的动应力集中   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用Green函数和复变函数法求解了平面SH波在界面任意形状孔洞上的散射问题.首先,取含有任意形状凹陷的弹性半空间,在其水平表面上任意一点承受时间谐和的反平面线源荷载作用时的位移场作为Green函数.然后,按契合方式构造出界面任意形状孔洞对SH波的散射模型,利用所得Green函数按界面位移连续条件建立求解问题的定解积分方程组,求解界面孔附近的动应力集中系数.最后,给出了界面上椭圆孔和方孔边缘动应力集中系数的数值结果,并讨论了不同介质参数和孔洞形状对孔附近动应力集中系数的影响.  相似文献   

5.
采用动态光弹性方法,对应力波在杆-杆和板-板双材料连接界面上的反射和透射传播规律展开研究.通过对双材料粘接模型施加冲击载荷作用,采集和分析等差线条纹,计算出最大剪应力值.对于两种试验模型应力波在界面上都以透射为主,对应力波的阻隔作用不明显,这与接触式界面对应力波有较强的阻隔作用有较大区别,在应用界面减弱应力波的作用时应注意区分.试验结果与理论计算结果基本保持一致,并由此证明采用动态光弹性法研究应力波在界面上传播规律的可行性.  相似文献   

6.
孔曦骏  邢浩洁  李鸿晶 《力学学报》2022,54(9):2513-2528
流固耦合地震波动问题主要研究由流体和固体构成的复杂系统中地震波传播特性及其规律. 传统模拟方法中一般以声波方程、弹性波方程的数值解分别描述理想流体和弹性固体中的波动, 并实时地处理两种不同性质介质之间的相互耦合作用, 数值格式复杂且限制数值模拟精度与计算效率. 本文采用谱元法结合多次透射公式人工边界条件实现了一种流固耦合地震波动问题的高阶显式数值计算方法. 该方法利用了流固耦合问题统一计算框架,可将饱和多孔介质的Biot波动方程分别退化为理想流体的声波方程和弹性固体的弹性波方程. 通过P波垂直入射的水平成层理想流体-饱和多孔介质-弹性固体场地模型、P波斜入射的不规则层状界面以及任意形状界面的理想流体-饱和多孔介质-弹性固体场地模型等三个算例, 与传递函数法解析解以及集中质量有限元法计算结果进行对比分析, 证明了本文方法的正确性与有效性. 数值模拟结果表明, 本文方法相较传统有限元法可以少得多的节点数量获得更高的数值精度, 并且在较宽的频率范围内都能可靠地模拟出流固耦合系统的动力响应, 充分体现出本文方法兼顾高精度、计算效率和复杂场地建模灵活的特点.   相似文献   

7.
文中将基于离散应力、速度混合变量弹性波方程的各种数值解法统称为混合差分法,该文研究这类解法中人工边界的透射边界条件。基于波动沿边界法向传播的特征量分析,给出了横观各向同性介质中复杂形状边界的透射条件。该文是一种局部透射条件,所需计算量极小。文中将此方法与交错网格差分解法结合并应用于横观各向同性介质弹性波计算。数值算例及反射系数分析表明,该方法很好地消除了人工边界对来波的反射。  相似文献   

8.
三维非均匀介质中弹性波传播的数值模拟   总被引:5,自引:1,他引:4  
提出了一种三维非均匀介质中弹性波传播数值模拟的方法,文中称为三维格子法。该算法是二维格子法(一种二维非均匀介质中P-SV波传播的数值模拟算法)向三维非均匀介质情况的推广。在空间离散上该文方法与有限元方法类似,容许根据连续体的形状和介质分界面任意剖面网格,且自然满足自由表面边界条件。不同于常规有限差分法在各个节点上满足动力学微分方程,该算法通过满足各节点周围格子的整体平衡(积分平衡方程)来对问题进行求解,三维格子法所需的计算机内存及计算耗时与同阶精度的规则网格有限差分法相当。算例表明,该文提出的三维格子法具有较高的精度且可很好地模拟三维复杂形状地表对弹性波的反射和绕射。  相似文献   

9.
研究了平面SH波在半空间双相弹性介质中的传播。通过Green函数和积分方程方法,按照复变函数描述,对透射波被圆孔散射的情况进行稳态分析。将双相介质半空间沿界面剖分为1/4空间介质Ⅰ和含圆孔的1/4空间介质Ⅱ,分别构造了介质Ⅰ和介质Ⅱ中反平面点源荷载的Green函数,按双相介质中平面SH波的处理方法,给出介质Ⅰ和介质Ⅱ中的平面位移波,两种介质之间的相互作用力与对应Green函数的乘积沿界面的积分与平面位移波叠加得到介质Ⅰ和介质Ⅱ中的全部位移场。按照界面的位移连续条件,定解积分方程组,得到问题的稳态解,并给出圆孔位置和介质参数对散射的影响。  相似文献   

10.
陈少林  程书林  柯小飞 《力学学报》2019,51(5):1517-1529
海底地震动场及海洋声场的模拟中,需要考虑复杂海床介质及海底地形的影响,涉及到海水、饱和海床、弹性基岩之间的相互耦合.传统的方法分别采用声波方程描述理想流体、Biot方程描述饱和海床、弹性波方程描述基岩,分别进行空间离散和界面耦合, 十分不便.本文基于理想流体、固体分别为饱和多孔介质的特殊情形(孔隙率分别为1和0),由饱和多孔介质的Biot方程可退化得到理想流体的声波方程和固体的弹性波方程.然后, 以饱和多孔介质方程为基础, 经集中质量有限元离散,严格考虑不同孔隙率的饱和多孔介质在不规则界面的耦合条件,通过求解法向和切向界面力的途径,建立了不同孔隙率的饱和多孔介质耦合情形的求解方法,将流体、固体、饱和多孔介质间的耦合问题纳入到统一计算框架,并编制了相应的三维并行分析程序.考虑海水--弹性基岩、海水--饱和海床--弹性基岩体系中凹陷地形情形,采用本文提出的统一计算框架, 结合透射边界条件,分析了P波入射时的动力反应, 并通过结果是否满足界面条件,验证了该统一计算框架的有效性以及并行计算的可行性.   相似文献   

11.
本文引用加权残数法建立了各向异性介质内含任意形式异质夹杂时的散射问题的边界积分方程式,导出了相应的辐射条件,计算了内含圆柱体,椭圆柱体、界面裂纹情形下对SH 波的散射位移场、应力场以及散射横截面.数值结果表明本方法用于解答各向异性介质的弹性波散射问题具有良好的精度和应用前景.  相似文献   

12.
层状介质中多个非共面硬币形裂纹弹性波散射问题研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文在[1]的基础上,利用 Hankel 积分变换,进一步研究了层状介质中多个非共面硬币形裂纹的弹性波散射问题。从所得结果来看,虽然层状介质中多个非共面硬币形裂纹的弹性波散射问题在形式上与多个非共面穿透形裂纹问题[1]有惊人的相似之处,但两者之间有着质的差异。  相似文献   

13.
上覆单相弹性层的饱和地基上刚性圆板的扭转振动分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用解析的方法研究了上覆单相弹层的饱和地基上刚性圆板的扭转振动。首先运用积分变换技术分别求解了单相弹性介质和饱和介质情况时的控制方程,然后按混合边值条件建立了上覆单相弹性层的饱和地基上刚性圆板扭转振动的对偶积分方程,并把对偶积分方程化为易于数值求解的第二类Fredholm积分方程,并给出了数值算例。  相似文献   

14.
本文采用一维离散、二维解析的半解析单元法研究弹性薄板与无限介质静力相互作用问题,为工程上解决具有复杂材料特性的无限土体介质与明置结构的耦联分析提供一种简便、实用、有效的方法。文中还对耦联问题中介质特性效应、相对刚度效应、板件形状效应、土层深度效应以及非均质性影响等作了较为全面的分析。  相似文献   

15.
层状介质中多个非共面Griffith裂纹的弹性波散射问题研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文利用积分变换的方法,研究了层状介质中多个非共面Griffith裂纹的弹性波散射问题,导出了当入射波分别为P(SV)波及SH波时的散射对偶积分方程,并以双覆盖层半空间中的双裂纹为例,对反平面剪切波的散射场进行了求解和较为详尽的分析。最后通过数值计算,得到了许多有关的动力学特性曲线,从而揭示了层状介质中多裂纹弹性波散射问题中的某些内在规律。  相似文献   

16.
The thermal shock problems involved with fractional order generalized theory is studied by an analytical method. The asymptotic solutions for thermal responses induced by transient thermal shock are derived by means of the limit theorem of Laplace transform. An infinite solid with a cylindrical cavity subjected to a thermal shock at its inner boundary is studied. The propagation of thermal wave and thermal elastic wave, as well as the distributions of displacement,temperature and stresses are obtained from these asymptotic solutions. The investigation on the effect of fractional order parameter on the propagation of two waves is also conducted.  相似文献   

17.
双相各向异性介质弹性波场有限差分正演模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
从双相各向异性介质模型出发,以Boit理论为基础,推导了斜方晶系各向异性介质-阶弹性波动方程,引入固、流体密度比和孔隙几何参数,将Biot方程系数简化为测量简单、物理意义明确的物理量,采用交错网格技术建立了各向异性孔隙介质波动方程的高精度差分格式,并首次对这类差分格式的频散特性和稳定性作了详细分析讨论,解决了计算稳定性和边界反射问题,与解析解的对比以及理论模型的数值模拟都表明,该方法不仅大大降低了计算量,提高了正演速度,并且具有良好的稳定性和精确性。  相似文献   

18.
一、引言在地震动情况下,地下结构与地面结构相比较其动力响应是十分不同的。以桥梁和水堤为例,对这类结构的设计,水平惯性力是一个极为重要的因素。可是,对于地下结构,以埋管为例,惯性荷载主要由其周围的土介质所承受。地下管道系统的地震破坏,  相似文献   

19.
This paper is concerned with the thermoelastic behaviors of an elastic medium with variable thermal material properties. The problem is in the context of fractional order heat conduction. The governing equations with variable thermal properties were established by means of the fractional order calculus. The problem of a half-space formed of an elastic medium with variable thermal material properties was solved, and asymptotic solutions induced by a sudden temperature rise on the boundary were obtained by applying an asymptotic approach. The propagations of thermoelastic wave and thermal wave, as well as the distributions of displacement,temperature and stresses were obtained and plotted. Variations in the distributions with different values of fractional order parameter were discussed. The results were compared with those obtained from the case of constant material properties to evaluate the effects of variable material properties on thermoelastic behaviors.  相似文献   

20.
研究了埋置于弹性地基内充液压力管道中非线性波的传播. 假设管壁是线弹 性的,地基反力采用Winkler线性地基模型,管中流体为不可压缩理想流体. 假定系统初始 处于内压为$P_0$的静力平衡状态,动态的位移场及内压和流速的变化是叠加在静 力平衡状态上的扰动. 基于质量守恒和动量定理,建立了管壁和流体耦合作用的非 线性运动方程组; 进而用约化摄动法, 在长波近似情况下得到了KdV方程,表征 着系统有孤立波解.  相似文献   

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