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流体-孔隙-结构-控制相互作用的机械一致统一公式。 (英语) Zbl 07842824号

概要:流体-结构与接触的相互作用带来了深刻的数学和数值挑战,尤其是在考虑实际接触场景和表面粗糙度的影响时。计算上,接触在改变流体域拓扑和保持应力平衡方面带来了挑战。这项工作引入了一个新的数学框架,用于统一描述流体-孔隙-结构-控制相互作用(FPSCI),利用Navier-Stokes-Brinkman(NSB)方程将孔隙效应纳入接触区表面微凸体中。我们的方法在接触过程中保持了机械一致性,避免了与接触模型和复杂界面耦合条件相关的问题,允许对表面粗糙度引起的切向蠕变流动进行建模。统一的连续体和变分多尺度公式通过实现流体、多孔和固体子问题的稳定统一集成,确保了鲁棒性。通过解决落球和理想心脏瓣膜这两个基准问题,证明了计算效率和易实现性是我们方法的主要优势。这项研究对依赖精确流体-结构相互作用的领域具有广泛的意义,并在建模和数值模拟技术方面取得了有希望的进展。

MSC公司:

76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)

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全文: 内政部

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