| 光滑边域连续-非连续细胞自动机在裂纹开裂扩展中的应用 |
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| 引用本文： | 唐志丹,晏飞,李云,任玲瑛,汪小宇,罗贞华,马耀,杨皓然,郑虹.光滑边域连续-非连续细胞自动机在裂纹开裂扩展中的应用[J].固体力学学报,2023(2):249-263. |
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| 作者姓名： | 唐志丹 晏飞 李云 任玲瑛 汪小宇 罗贞华 马耀 杨皓然 郑虹 |
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| 作者单位： | 1. 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司;2. 岩土力学与工程国家重点实验室中国科学院武汉岩土力学研究所;3. 湖北省地质局武汉水文地质工程地质大队;4. 中石化西南油气分公司石油工程监督中心;5. 中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院;6. 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（51879261）资助； |
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| 摘 要： | 针对岩石裂纹开裂扩展问题，将应变光滑技术与连续-非连续细胞自动机方法相结合，构建了非连续裂纹贯穿单元和裂纹尖端单元光滑应变场，提出快速自适应光滑边域连续-非连续细胞自动机方法.构建了裂纹面位移非连续精细表征的非连续增强形函数，建立了裂纹贯穿单元和裂纹尖端单元的光滑应变矩阵求解方法，利用高斯散度定理将单元的区域积分转换为光滑域边界线积分，推导给出了光滑边域连续-非连续细胞自动机应变矩阵计算表达式，并提出了快速自适应更新方法，建立了加速因子随元胞更新而同步更新的自适应加速算法，基于此，最佳加速因子随更新自动获得，收敛速度较传统细胞自动机方法得到极大提高.利用C++编制了分析计算程序，针对多裂纹开裂扩展过程进行了模拟，并与扩展有限元进行了比较.研究发现，光滑边域连续-非连续细胞自动机方法在解的精确性、稳定性和收敛性上较扩展有限元有显著优势.
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| 关 键 词： | 应变光滑 光滑应变矩阵 光滑边域连续-非连续细胞自动机 裂纹扩展 增强形函数 |
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