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不可压饱和多孔弹性杆动力响应的多辛方法
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:《应用数学和力学》
  • 时间:0
  • 分类:O343[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学力学与土木建筑学院,西安710072, [2]长安大学工程力学系,西安710064
  • 相关基金:国家自然科学基金(11372252;11172239;11372253); 中央高校基金(2014G1121096)
中文摘要:

研究了不可压饱和多孔弹性杆的一维动力响应问题.基于多孔介质理论,在流相和固相微观不可压、固相骨架小变形的假定下,建立了不可压流体饱和多孔弹性杆一维轴向动力响应的数学模型.利用Hamilton空间体系的多辛理论,构造了不可压饱和多孔弹性杆轴向振动方程的多辛形式及其多种局部守恒律.采用中点Box离散方法得到轴向振动方程的多辛离散格式和局部能量守恒律以及局部动量守恒律的离散格式;数值模拟了不可压饱和多孔弹性杆的轴向振动过程,记录了每一时间步的局部能量数值误差和局部动量数值误差.结果表明,已构造的多辛离散格式具有很高的精确性和较长时间的数值稳定性,这为解决饱和多孔介质的动力响应问题提供了新的途径.

英文摘要:

Dynamic responses of incompressible saturated poroelastic rods were investigated. Based on the theory of porous media,the 1Daxial vibration equation for a fluid saturated elastic porous rod was established,in which the saturated porous material was modeled as a 2-phase system composed of an incompressible solid phase and an incompressible fluid phase. Then a 1st-order multi-symplectic form for the axial vibration equation and several local conservation laws for the saturated poroelastic rod were derived with the multi-symplectic method. M oreover,the midpoint Box multi-symplectic scheme for the axial vibration equation,and the discrete schemes for the local energy conservation lawand local momentum conservation lawwere constructed with the midpoint method. Finally,the axial vibration process of the incompressible saturated poroelastic rod was simulated numerically and numerical errors of the local energy conservation lawand local momentum conservation lawwere also discussed by means of the numerical results of each time step and each time-space step,respectively. The results showthat the proposed multi-symplectic scheme has advantages of high accuracy,long-time numerical stability and good conservation properties,and this method provides a newway to solve the dynamic responses of saturated porous media.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8965