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Cellular Automata Model for Elastic Solid Material
  • ISSN号:0253-6102
  • 期刊名称:Communications in Theoretical Physics
  • 时间:2013.1.1
  • 页码:59-67
  • 分类:O422.6[理学—声学;理学—物理] U491.112[交通运输工程—交通运输规划与管理;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]NationalKeyLaboratoryofComputationalPhysics,InstituteofAppliedPhysicsandComputationalMathematics,P.O.Box8009—26. Beijing100088.China, [2]NorthChinaInstituteofAerospaceEngineering,Langfang065000,China
  • 相关基金:Supported by the Science Foundations of China Academy of Engineering Physics under Grant Nos. 2012B0101014 and 2011A0201002, National Natural Science Foundation of China under Grant Nos. 11075021, 91130020, and 11202003, Foundation of State Key Laboratory of Explosion Science and Technology
  • 相关项目:冲击与爆轰相关的复杂、多相流体系统研究
中文摘要:

当模特儿的细胞的自动机(CA ) 和稳固的动力学的模拟是一个长期的困难的问题。在这份报纸我们在场为稳固的动力学的一个新二维的 CA 模型。在这个模型,稳固的身体被或者在 x 方向和 y 方向放的一套白、黑的粒子代表。对每个粒子起作用的力量被在附近附近的粒子的相对排水量的线性求和代表。在这个新模型的关键技术是八个系数矩阵的构造。理论、数字的分析证明现在的模型能被一个保守系统算术地描述。那么,它为有弹性的材料工作。在连续统限制, CA 模型恢复著名 Navier 方程。系数矩阵与 shear 模块和材料身体的泊松比率有关。与为稳固的身体的以前的 CA 模型相比,这个模型认识到在 x 方向和 y 方向变丑联合的天赋。因而,与泊松比率效果有关的波浪现象成功地被恢复。这个工作显著地在计算稳固的动力学的地里推进当模特儿的 CA 和模拟。

英文摘要:

The Cellular Automaton (CA) modeling and simulation of solid dynamics is a long-standing difficult problem. In this paper we present a new two-dimensional CA model for solid dynamics. In this model the solid body is represented by a set of white and black particles alternatively positioned in the x- and y-directions. The force acting on each particle is represented by the linear summation of relative displacements of the nearest-neighboring particles. The key technique in this new model is the construction of eight coefficient matrices. Theoretical and numerical analyses show that the present model can be mathematically described by a conservative system. So, it works for elastic material. In the continuum limit the CA model recovers the well-known Navier equation. The coefficient matrices are related to the shear module and Poisson ratio of the material body. Compared with previous CA model for solid body, this model realizes the natural coupling of deformations in the x- and y-directions. Consequently, the wave phenomena related to the Poisson ratio effects are successfully recovered. This work advances significantly the CA modeling and simulation in the field of computational solid dynamics.

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期刊信息
  • 《理论物理通讯:英文版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中科院理论物理所 中国物理学会
  • 主编:孙昌浦
  • 地址:北京2735邮政信箱 中国科学院理论物理研究所编辑部
  • 邮编:100190
  • 邮箱:ctp@itp.ac.cn
  • 电话:010-62551495 62541813 62550630
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-6102
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2592/O3
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国科学院优秀期刊特别奖,国家期刊奖百种重点期刊,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊
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