-
题名细观非连续介质的应力波传播研究
- 1
-
-
作者
袁良柱
陈美多
谢雨珊
陆建华
王鹏飞
徐松林
-
机构
中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室
中国地震局地震预测研究所高压物理与地震科技联合实验室
-
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期48-59,共12页
-
基金
国家自然科学基金(11672286,11872361)
高压物理与地震科技联合实验室室开放基金(2019HPPES01)
+1 种基金
中石油与中科院重大战略合作项目(2015A-4812)
中央高校基本科研业务费专项资金(WK2480000008)。
-
文摘
固体介质,如岩石、混凝土、贝壳和多孔材料等均具有细观非连续、宏观连续的特性,揭示这种细观非连续性对材料动力学响应的影响规律,对于材料设计、安全防护等具有重要意义。从广义Taylor公式出发,推导了分数阶定义下的非连续介质的一维波动方程,引入等效分数阶简化了控制方程。利用有限差分法得到了控制方程的数值解,结果表明:控制方程中的等效分数阶阶数越小,计算得到的波形衰减的程度越大。为了验证方程的可靠性,并进一步研究非连续介质的波传播规律,在考虑多孔材料、岩石等介质的结构特征的基础上,基于ABAQUS软件建立了随机多孔介质模型。分析发现:多孔介质的波传播受到介质细观非连续程度、材料属性和输入波脉宽的影响,但对应的等效分数阶阶数只与介质细观非连续程度相关,因此,其可以作为评价非连续介质动态响应的一个依据。等效分数阶阶数随着孔隙率的增加而减小,孔洞相对数量分布大致相同的情况下,其统计关系近似呈线性关系。研究结果可为研究多孔材料、贝壳等细观非连续介质的波动传播提供新思路。
-
关键词
分数阶导数
细观非连续
波传播
有限差分
等效分数阶阶数
-
Keywords
fractional derivative
meso-discontinuous
wave propagation
finite difference method
equivalent fractional order
-
分类号
O347.3
[理学—固体力学]
-
