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耗散介质中的波传播公式及其在弹塑性分析吸收层中的应用。 (英文) Zbl 1527.74043号

小结:在本文中,我们提出了一种新的解决方案,用于模拟耗散介质中应力波传播的弹塑性问题。该方案基于广义Hellinger-Reissner(HR)变分原理。该原理将离散化的边值问题转化为等效的二阶锥规划(SOCP)问题,该问题可以在数学规划中使用高级优化算法-内点法进行求解。通过这种方式,所开发的方法不仅继承了基于SOCP的有限元方法在解决弹塑性问题时的优良特性,而且还能够加强吸收层(即Caughey吸收层),这对于应力波传播问题的建模至关重要,以吸收波能。通过耗散介质中地震波传播的分析结果与数值结果的比较,验证了所提方案的有效性。文中还举例说明了它在应力波传播的弹塑性动力问题中的应用,以证明其有效性。
{©2023作者。国际工程数值方法杂志由John Wiley&Sons Ltd.出版}

MSC公司:

74J10型 固体力学中的体波
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74C05型 小应变率相关塑性理论(包括刚塑性和弹塑性材料)
90 C90 数学规划的应用

软件:

特雷穆里
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全文: 内政部

参考文献:

[1] MeunierP,HoviusN,HainesJA。地形场地效应和地震诱发滑坡的位置。地球行星科学快报。2008;275:221‐232.
[2] KosekiJ、KodaM、MatsuoS、TakasakiH、FujiwaraT。2011年东北太平洋沿岸地震对铁路土结构和基础造成的损坏。发现土壤。2012;52:872‐889.
[3] SabetamalH、CarterJP、NazemM、SloanSW。动力贯穿锚的耦合分析。计算岩土工程。2016;77:26‐44.
[4] KomatitschD、ErlebacherG、GöddekeD、MichéaD。在大型GPU集群上使用MPI进行高阶有限元地震波传播建模。计算物理杂志。2010;229:7692‐7714. ·Zbl 1194.86019号
[5] BrayJD、SeedRB、CluffLS、SeedHB。地震断层破裂通过土壤传播。《岩土工程杂志》1994;120:543‐561.
[6] LagomarsinoS,PennaA,GalascoA,CattariS.TREMURI程序:砌体建筑非线性地震分析的等效框架模型。工程结构。2013;56:1787‐1799.
[7] GhanemRG GhiocelDM公司。地震土-结构相互作用的随机有限元分析。工程机械杂志。2002;128:66‐77.
[8] SimoJC、HughesTJR。计算非弹性。Springer‐Verlag;1998. ·Zbl 0934.74003号
[9] 迈尔格。弹性理想塑性结构的二次规划和理论。麦加尼卡。1968;3:265‐273. ·Zbl 0181.53704号
[10] KrabbenhoftK、LyaminAV、SloanSW、WriggersP。弹塑性内点算法。国际数值方法工程杂志2007;69:592‐626. ·Zbl 1194.74422号
[11] WrightJS波特拉空军。内点法。J计算应用数学。2000;124:281‐302. ·Zbl 0967.65078号
[12] 阿尔卡迪安·内斯特罗夫。凸规划中的内点多项式算法。工业和应用数学学会;1994. ·Zbl 0824.90112号
[13] MakrodimopoulosA,MartinCM。使用二阶锥规划对粘性摩擦材料进行下限分析。国际数字方法工程杂志2006;66:604‐634. ·Zbl 1110.74833号
[14] KrabbenhoftK、LyaminAV、HjiajM、SloanSW。一种新的不连续上限分析公式。国际数值方法工程杂志2005;63:1069‐1088. ·Zbl 1084.76069号
[15] SimoJC、KennedyJG、AM分部。弹塑性的补充混合有限元公式。计算方法应用机械工程1989;74:177‐206. ·Zbl 0687.73064号
[16] ZhangX,KrabbenhoftK,PedrosoDM,等。大变形和颗粒流问题的颗粒有限元分析。计算。岩土工程。2013;54:133‐142.
[17] El BoustaniC,BleyerJ,ArquierM,SabK。将内点方法扩展到非线性二阶锥规划:有限应变弹塑性应用。国际数理方法工程杂志2021;122:270‐293.
[18] BleyerJ、MaillardM、De BuhanP、CoussotP。使用二阶锥规划对屈服应力流体流动进行有效的数值计算。计算方法应用机械工程2015;283:599‐614. ·Zbl 1423.76031号
[19] ZhangX、OñateE、TorresSAG、BleyerJ、KrabbenhoftK。固体和流体动力学的统一拉格朗日公式及其模拟海底滑坡及其后果的可能性。计算方法应用机械工程2019;343:314‐338. ·Zbl 1440.74131号
[20] KrabbenhoftK、LyaminAV、HuangJ、Vicente da SilvaM。使用数学规划方法的颗粒接触动力学。计算岩土工程。2012;43:165‐176.
[21] MangoniD、TasoraA、GarzieraR。非光滑接触动力学的原-对偶预测-校正内点法。计算方法应用机械工程2018;330:351‐367. ·Zbl 1439.74226号
[22] VavasisSA、PapouliaKD、HirmandMR。准静态和中等动态内聚断裂的二阶锥内点法。计算方法应用机械工程2020;358:112633. ·Zbl 1441.74217号
[23] WambacqJ、UlloaJ、LombartG、FrançoisS。脆性和韧性断裂相场方法的内点法。计算机方法应用机械工程2021;375:113612. ·兹比尔1506.74026
[24] Peraire CHJ、BonetJ。极限分析中上下限的网格自适应计算。国际数值方法工程杂志2008;75:899‐944. ·兹比尔1195.74016
[25] 布莱耶J,德布汉普。关于板上限分析中非协调有限元的性能。国际数理方法工程杂志2013;94:308‐330. ·Zbl 1352.74327号
[26] LeCV、Nguyen‐XuanH、Ngueen‐DangH。使用FEM和二阶锥规划进行板的上限和下限分析。计算结构。2010;88:65‐73.
[27] 科利诺夫(CollinoF)、佐格卡(TsogkaC)。完美匹配吸收层模型在各向异性非均匀介质线性弹性动力学问题中的应用。地球物理学。2001;66:294‐307.
[28] 肖普拉克·巴苏。无界域时间谐波弹性动力学的完美匹配层:理论和有限元实现。计算方法应用机械工程2003;192:1337‐1375. ·Zbl 1041.74035号
[29] 马丁·科马提奇D。对于地震波方程,在掠入射时改进了未分裂卷积完全匹配层。地球物理学。2007;72:SM155‐SM167。
[30] MatzenR公司。弹性二阶波动方程的有效时域有限元公式:非分裂复频移卷积PML。国际数值方法工程杂志2011;88:951‐973. ·Zbl 1242.74139号
[31] Zhang W、SeylabiEE、TacirogluE。用于土-结构相互作用分析的ABAQUS工具箱。计算岩土工程。2019;114:103143.
[32] 巴苏。瞬态三维弹性波的显式有限元完美匹配层。国际数字方法工程杂志2009;77:151‐176. ·兹比尔1257.74146
[33] ZervaA PoulMK公司。无界域中用瑞利型阻尼模拟粘弹性波的时域PML公式:ABAQUS中的理论和应用。有限元分析设计。2018;152:1‐16.
[34] 马丁·库马提奇。针对粘弹性波动方程,改进了掠入射下的非分裂卷积完全匹配层技术。《地球物理杂志》,2009年;179:333‐344.
[35] 以色列,Orszag SA。辐射边界条件的近似。计算物理杂志。1981;41:115‐135. ·Zbl 0469.65082号
[36] CerjanC、KosloffD、KoslofR、ReshefM。离散声波和弹性波方程的非反射边界条件。地球物理学。1985;50:705‐708.
[37] Clayton R,EngquistB。声波和弹性波方程的吸收边界条件。美国布尔地震学会,1977年;67:1529‐1540.
[38] LiuGR,Quek JerrySS。使用有限元法分析波传播的非反射边界。有限元分析。2003;39:403‐417.
[39] PettitJR、WalkerA、CawleyP、LoweMJS。用于商业有限元代码的边界处有效吸收波浪的刚度降低方法。超声波。2014;54:1868‐1879.
[40] 甘多姆扎德哈LentiL SemblatJ‐F。一种简单的多向吸收层方法,用于模拟弹性波在无界区域中的传播。国际数值方法工程杂志2011;85:1543‐1563. ·兹比尔1217.74136
[41] RajagopalP、DrozdzM、SkeltonEA、LoweMJS、CrasterRV。利用商用有限元软件包,利用吸收层模拟弹性波在无界各向同性介质中的传播。无损检测E国际2012;51:30‐40.
[42] 考基TK。阻尼线性动力系统的经典简正模式。应用力学杂志。1960;27:269‐271. ·Zbl 0095.17902号
[43] ZafatiE、BrunM、Djeran‐MaigreI、PrunierF。使用强形式公式设计用于无界区域地震波传播的高效多向显式/隐式瑞利吸收层。国际J数字方法工程2016;106:83‐112. ·Zbl 1352.74458号
[44] LiS、BrunM、Djeran‐MaigreI、KuznetsovS。基于Kosloff阻尼的混合异步吸收层用于无界区域中的地震波传播。计算岩土工程。2019;109:69‐81.
[45] 休斯TJ。有限元方法:线性静态和动态有限元分析。普伦蒂斯·霍尔;1987. ·Zbl 0634.73056号
[46] 伍德沃尔。实际时间步长方案。牛津大学出版社;1990. ·Zbl 0694.65043号
[47] 瓦希祖克。弹性和塑性变分方法。第三版Pergamon出版社;1982. ·Zbl 0498.73014号
[48] 雷斯内尔。关于弹性力学中的一个变分定理。数学物理杂志。1950;29:90‐95. ·Zbl 0039.40502号
[49] ZhangX、Sheng D、SloanSW、KrabbenhoftK。饱和多孔介质固结分析的二阶锥规划公式。计算力学。2016;58:29‐43. ·兹比尔1398.74032
[50] Wang L、Zhang X、Zhang S、TintiS。饱和多孔介质动力分析的广义Hellinger-Reissner变分原理及其PFEM公式。计算机岩土工程。2021;132:103994.
[51] SimoJC,TaylorRL。速率无关弹塑性的一致切线算子。计算方法应用机械工程1985;48:101‐118. ·Zbl 0535.73025号
[52] KrabbenhöftK、LyaminAV、SloanSW。一些塑性问题的二次曲线规划公式和求解。国际J固体结构。2007;44:1533‐1549. ·Zbl 1119.74035号
[53] WangL、ZhangX、ZaniboniF、OñateE、TintiS。颗粒有限元分析应用于二维滑坡建模的数学优化问题。数学地质。2021;53:81‐103. ·Zbl 1458.86005号
[54] MoczoP、KristekJ、VavryčukV、ArchuletaRJ、HaladaL。地震运动的三维非均匀交错网格有限差分模拟,采用体积调和和弹性模量和密度的算术平均。Bull Seismol Soc Am.2002;92:3042‐3066.
[55] OwatsiriwongA,ParkKH。通过特殊积分进行瞬态动态弹塑性分析的边界元公式。国际J固体结构。2008;45:2561‐2582. ·Zbl 1169.74641号
[56] YangZJ、YaoF、OoiET、ChenXW。动态弹塑性分析的缩放边界有限元公式。国际J数字方法工程2019;120:517‐536.
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