×

应变梯度非局部Biot孔隙力学。 (英语) Zbl 07261129号

小结:实验观察表明,对于多孔介质,负色散关系和正色散关系都是可能的,而经典的Biot理论无法预测和解释这两种关系。本文建立了一个考虑尺寸效应和非均匀结构效应的高阶应变梯度非局部孔隙弹性模型,以描述多孔介质材料和结构的特定物理特性。保留了Biot理论的理论框架,引入了非局部参数和尺度因子两个长度参数,对经典Biot理论进行了改进。与经典的Biot理论相比,这种修正具有显著的优点,因为非局部性考虑了不同尺寸固体颗粒之间的相互作用,而高阶孔隙力学只考虑了应变场的局部性。利用变分法建立了微分形式的本构关系和与边界条件相关的运动控制方程。最后将该理论应用于分析多孔介质中的波传播特性,在此基础上成功再现了实验中观察到的正负色散关系。多孔介质软化硬化效应的本质机制是尺度因子和非局部参数竞争的结果。因此,这种高阶应变梯度非局部孔隙弹性是一种通用而完整的理论方案,能够解释多孔介质在较宽频率范围内的动力学行为。

理学硕士:

74-XX岁 可变形固体力学
76倍 流体力学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 巴里,S.I。;Aldis,G.K.,软生物组织流动诱导变形模型的比较,生物力学杂志,23,7,647-654(1990)
[2] Berryman,J.G.,《生物理论的确认》,《应用物理快报》,37,4,382-384(1980)
[3] Berryman,J.G.,多孔弹性放大方法的比较及其推广,工程力学杂志,131,9,928-936(2005)
[4] Berryman,J.G。;Thigpen,L.,具有微观结构的非线性和半线性动态多孔弹性,固体力学和物理杂志,33,2,97-116(1985)·兹伯利0554.73011
[5] Biot,M.A.,饱和多孔固体中弹性波的传播理论。《高频范围》,《美国声学学会杂志》,28,2179-191(1956)
[6] Biot,M.A.,《饱和多孔固体中弹性波的传播理论》。I.低频范围,《美国声学学会杂志》,28,2168(1956)
[7] Biot,M.A.,《饱和多孔固体中弹性波的传播理论》。二、。高频范围,《美国声学学会杂志》,28179-191(1956)
[8] Biot,M.A.,多孔介质中的变形和声传播力学,应用物理杂志,33,4(1962),1482-&·Zbl 0104.21401号
[9] Biot,M.A.,多孔固体的非线性和半线性流变学,地球物理研究杂志,78,23,4924-4937(1973)
[10] Bowen,R.M.,使用混合物理论的不可压缩多孔介质模型,国际工程科学杂志,18,9,1129-1148(1980)·Zbl 0446.73005号
[11] Bowen,R.M.,使用混合物理论的可压缩多孔介质模型,国际工程科学杂志,20,6,697-735(1982)·Zbl 0484.76102号
[12] 伯里奇,R。;Keller,J.B.,从微观结构导出的多孔弹性方程,美国声学学会杂志,70,4,1140-1146(1981)·Zbl 0519.73038号
[13] Byrne,H。;Preziosi,L.,《利用混合物理论模拟实体肿瘤生长》,《数学医学与生物学:IMA杂志》,20,4,341-366(2003)·Zbl 1046.92023号
[14] Dellisola,F。;瓜拉西奥,M。;Hutter,K.,饱和多孔固体变形的变分方法。扩展太沙基有效应力原理的第二梯度理论,应用力学档案,70,5,323-337(2000)·Zbl 0981.74016号
[15] Eringen,A.C.,《非局部弹性微分方程与螺位错和表面波解》,应用物理杂志,54,9,4703-4710(1983)
[16] Farina,A。;Cocito,P。;Boretto,G.,可变形多孔介质中的流动:压缩成型过程的建模和模拟,数学和计算机建模,26,11,1-15(1997)·Zbl 1185.76834号
[17] Frenkel,J.,《论潮湿土壤中的地震和地震学现象理论》,工程力学杂志,asce,131,9879-887(2005)
[18] 吉尔伯特,R.P。;Mikelić,A.,《海底声学特性均匀化:第一部分,非线性分析:理论、方法和应用》,40,1,185-212(2000)·Zbl 0958.35108号
[19] Kim,S。;Kim,K。;Blouin,S.E.,饱和多孔介质中的波传播分析。I.理论解,《应用力学与工程中的计算机方法》,191,37,4061-4073(2002)·Zbl 1067.74032号
[20] Lee,K.I。;汉弗莱,V.F。;Kim,B.N。;Yoon,S.W.,0.3至1.0 MHz含水饱和砂质沉积物中相速度和衰减系数的频率依赖性,美国声学学会杂志,121,5,2553-2558(2007)
[21] Liu,I.S.,多孔介质的固液混合物理论,国际工程科学杂志,84133-146(2014)·Zbl 1423.76430号
[22] Lopatnikov,S.L。;Cheng,A.H.D.,多孔弹性与孔隙动力学的宏观拉格朗日公式,固体力学与物理杂志,52,12,2801-2839(2004)·Zbl 1086.74014号
[23] Lopatnikov,S.L。;Gillespie,J.W.,《多孔弹性-I:流体饱和多孔材料力学控制方程》,多孔介质中的传输,84,2,471-492(2010)
[24] 梅齐埃,F。;穆勒,M。;博西·E。;Derode,A.,与Biot和多重散射模型相比,数值各向异性多孔介质中超声波速度和衰减的测量,超声波,54,5,1146-1154(2014)
[25] Milton,G.W.,《复合材料理论》(2002),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社·Zbl 0993.74002号
[26] Mindlin,R.D.,线性弹性中应变和表面张力的第二梯度,国际固体与结构杂志,1,4,417-438(1965)
[27] Morland,L.W.,流体饱和多孔固体的简单本构理论,地球物理研究杂志(1896-1977),77,5,890-900(1972)
[28] Papargyri-Beskou,S。;Polyzos,D。;Beskos,D.E.,《三维多孔弹性介质中的波传播,包括梯度效应》,《应用力学档案》,82,10,1569-1584(2012)·Zbl 1293.74238号
[29] Piatnitski,A。;Ptashnyk,M.,植物组织生物力学模型的均匀化,多尺度建模与仿真,15,1,339-387(2017)·Zbl 1383.35019号
[30] Plona,T.J.,超声波频率下多孔介质中第二体压缩波的观测,《应用物理快报》,36,4,259-261(1980)
[31] 骄傲,S.R。;甘吉,A.F。;Morgan,F.D.,《推导多孔各向同性介质的运动方程》,美国声学学会杂志,92,6,3278-3290(1992)
[32] Rohan,E。;Lukes,V.,《使用均匀化和敏感性分析概念模拟变形流体饱和多孔介质中的非线性现象》,应用数学与计算,267583-595(2015)·Zbl 1410.74019号
[33] Schanz,M.,《孔隙弹性动力学:线性模型、分析解和数值方法》,《应用力学评论》,第62、3页(2009年)
[34] 西亚拉,G。;德尔·伊索拉,F。;Coussy,O.,第二梯度多孔力学,国际固体与结构杂志,44,20,6607-6629(2007)·Zbl 1166.74341号
[35] 西迪克,J。;艾哈迈德。;阿齐兹,A。;Khalique,C.M.,《可变形多孔介质混合理论及其应用综述》,应用科学,7,9,917(2017)
[36] 西迪克,J。;Anderson,D.M.,非牛顿液体向可变形多孔材料的毛细上升,多孔介质杂志,14,12,1087-1102(2011)
[37] 西迪克,J。;安德森,D.M。;Bondarev,A.,《液体毛细管上升为可变形多孔材料》,《流体物理学》,21,1,文章013106页(2009)·Zbl 1183.76481号
[38] 士麦利斯医学博士。;佩吉奥斯,I.P。;Papargyri-Beskou,S.,《关于梯度多孔弹性中的波传播,土壤动力学和地震工程》,88,72-75(2016)
[39] Suvorov,A.P。;Selvadurai,A.P.S.,弹塑性材料的Biot系数,《国际工程科学杂志》,145,第103166页(2019年),UNSP 103166·Zbl 1476.74012号
[40] Tong,L.H。;Liu,Y.S。;Geng,D.X。;Lai,S.K.,基于Biot理论的多孔材料中的非线性波传播,美国声学学会杂志,142,2,756-770(2017)
[41] Tong,L。;Yu,Y。;胡,W。;Shi,Y。;Xu,C.,基于非局部Biot理论的流体饱和多孔材料中的波传播特性,《声音与振动杂志》,379,106-118(2016)
[42] Wilmanski,K.,具有孔隙度平衡方程的可压缩多孔材料热力学模型,多孔介质中的传输,32,1,21-47(1998)
[43] 周,S。;庄,X。;Rabczuk,T.,多孔弹性介质中裂缝扩展的相场建模方法,工程地质,240,189-203(2018)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。