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流体-结构相互作用的有效方程及其在孔隙弹性中的应用。 (英语) Zbl 1291.74152号

摘要:多孔介质中流体-固体相互作用的建模是一项具有挑战性且需要计算的任务。由于问题的多尺度性质,通过直接数值模拟来模拟流动和力学通常是不可行的,最好使用有效的模型。在这项工作中,我们正式推导了一个有效的流体-结构相互作用(FSI)模型。在之前的工作中,假设孔隙尺度变形无穷小,导出了Biot的有效孔隙弹性模型。我们将该模型扩展到一个非线性Biot模型,该模型在有效描述中包含孔隙尺度变形。主要的挑战是流体和固体方程的坐标系的差异。通过利用FSI方程的任意拉格朗日-欧拉公式(ALE),给出了应用双尺度渐近技术的统一框架,从而避免了这一问题。在导出的非线性Biot模型中,局部单元问题通过有效系数耦合到宏观方程组。这些系数可视为宏观参数的表函数。在简化了这种依赖关系之后,我们假设系数仅取决于宏观压力。作为一个验证概念的例子,我们使用三维孔隙几何形状计算不同值或压力下的有效渗透率和Biot系数。我们观察到,对于这种几何形状,压力对流量的依赖性强于基于机械的有效量。

MSC公司:

2005年第74季度 固体力学平衡问题中的均匀化
74英尺10英寸 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
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全文: 内政部

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