饱和多孔介质热-水-力控制方程耦合项的意义及耦合影响分析 被引量：9

1

作者 白冰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期519-524,536,共7页

基于饱和多孔介质完全耦合条件下热-水-力控制方程的一般形式,对各耦合项的物理意义进行了分析。以等温条件下水-力耦合的Biot渗透固结理论和等压条件下热-力耦合的热弹性理论两种退化形式为基础,给出耦合系数的物理意义及其函数表达式... 基于饱和多孔介质完全耦合条件下热-水-力控制方程的一般形式,对各耦合项的物理意义进行了分析。以等温条件下水-力耦合的Biot渗透固结理论和等压条件下热-力耦合的热弹性理论两种退化形式为基础,给出耦合系数的物理意义及其函数表达式。研究表明,其中一些耦合系数实际上有相同的物理意义和数学形式,因而可使控制方程得到简化。针对不同的介质特性以及热、水、力条件,给出几种特定情形下控制方程的简化形式。以无限大多孔介质中球域热源的热力学响应分析为例,对一些耦合项的影响程度进行了比较研究。 展开更多

关键词 饱和多孔介质 耦合参数 控制方程 热力学 耦合效应

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饱和多孔介质动力响应移动单元法分析 被引量：5

2

作者 刘宝 苏谦 +1 位作者 李婷 桂波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2071-2079,共9页

移动单元法在处理移动荷载下结构动力行为分析方面具有求解高效的优势,但目前针对饱和多孔介质动力响应的移动单元法的研究成果甚少。根据饱和多孔介质u-p格式动力控制方程,利用移动坐标系建立了饱和多孔介质瞬态及稳态动力控制方程的... 移动单元法在处理移动荷载下结构动力行为分析方面具有求解高效的优势,但目前针对饱和多孔介质动力响应的移动单元法的研究成果甚少。根据饱和多孔介质u-p格式动力控制方程,利用移动坐标系建立了饱和多孔介质瞬态及稳态动力控制方程的移动单元列式,通过编制相应的计算程序将计算结果与已有文献结果对比验证了算法的正确和有效性。基于移动单元法建立了移动荷载下饱和沥青路面-弹性基层系统计算模型,分析了移动荷载下该模型的瞬态动力响应规律,并与其稳态动力响应进行了对比分析,分析表明,其水动力特性较稳态响应呈现出明显的瞬态效应。基于稳态动力响应结果分析了荷载速度、排水边界、渗透系数对饱和沥青路面动力响应的影响规律,算例研究结果可以为分析水动力作用下沥青路面水稳定性功能损伤机制提供参考。 展开更多

关键词 饱和多孔介质 移动单元法 u-p方程 瞬态动力响应 稳态动力响应

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考虑耦合质量影响的饱和多孔介质动力响应分析的显式有限元法 被引量：5

3

作者 赵成刚 闫华林 +1 位作者 李伟华 李亮 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期555-561,共7页

根据B iot饱和多孔介质动力方程,采用解耦技术,提出了考虑耦合质量aρ影响的饱和多孔介质中动力响应分析的显式有限元法。文中建立并推导了显式有限元的公式,编制了相应的计算程序并进行了实例计算。计算结果与解析解进行了对比,两者符... 根据B iot饱和多孔介质动力方程,采用解耦技术,提出了考虑耦合质量aρ影响的饱和多孔介质中动力响应分析的显式有限元法。文中建立并推导了显式有限元的公式,编制了相应的计算程序并进行了实例计算。计算结果与解析解进行了对比,两者符合很好,表明本文方法是处理饱和多孔介质动力问题的一种有效方法。文中还分析了耦合质量aρ对固相和液相动位移的影响。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 显式有限元法 Biot动力方程 耦合质量ρa

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流体饱和多孔介质动力问题的显式时域解法 被引量：2

4

作者 宋佳 许成顺 +1 位作者 杜修力 李亮 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期579-585,共7页

为了简化分析,Zienkiewicz等基于Biot理论,在忽略流体相对于土骨架运动的加速度条件下,建立了以土骨架位移u和孔隙流体压力p为基本变量的u-p格式饱和两相介质动力方程。针对该u-p方程,在空间上,采用伽辽金法有限元离散,并结合对角化形... 为了简化分析,Zienkiewicz等基于Biot理论,在忽略流体相对于土骨架运动的加速度条件下,建立了以土骨架位移u和孔隙流体压力p为基本变量的u-p格式饱和两相介质动力方程。针对该u-p方程,在空间上,采用伽辽金法有限元离散,并结合对角化形式的质量矩阵和流体压缩矩阵,忽略相邻结点间的惯性和流体压缩量间的耦合作用。在时域内,基于杜修力等提出的显式算法和Euler预估-校正法,建立了一种具有二阶精度的全显式时域积分法。采用一维饱和土模型,对比提出算法的数值解与Simon方法的解析解,发现两者吻合良好,验证了本文方法的正确性。并分析了饱和土二维动力问题,以及渗透系数和排水条件对饱和土动力响应的影响。 展开更多

关键词 流体饱和多孔介质 u-p格式动力方程 矩阵对角化 全显式时域积分法

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渗透作用下多孔介质中循环浓度污染物的迁移过程研究 被引量：7

5

作者 李华伟 白冰 +1 位作者 王梦恕 许韬 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1306-1312,共7页

根据饱和多孔介质中考虑释放效应的一维渗透作用的可溶性污染物的迁移控制方程,通过Laplace变换和Fourier变换及其逆变换求得相应的通解形式。根据半无限体表面可溶性污染物点源注入情形下的基本解,通过积分方法得到半无限体表面圆形区... 根据饱和多孔介质中考虑释放效应的一维渗透作用的可溶性污染物的迁移控制方程,通过Laplace变换和Fourier变换及其逆变换求得相应的通解形式。根据半无限体表面可溶性污染物点源注入情形下的基本解,通过积分方法得到半无限体表面圆形区域上作用循环浓度污染物后,在多孔介质内部污染物迁移过程的求解方法。作为一个典型算例,对渗透作用下循环浓度污染源引起的多孔介质中的迁移过程进行分析。算例表明,当污染源浓度为周期变化时,多孔介质内部污染物的浓度随时间增长由不稳定的周期变化过程逐渐过渡到稳定的循环过程,而某一深度处污染物浓度的相位则相应滞后。此时,稳定后的污染物浓度周期与污染源浓度周期相同。实际上,随多孔介质表面污染源浓度的周期变化,在靠近多孔介质表面一定深度范围内的污染物浓度在深度方向也呈增大或减小的交替变化过程。另一方面,在污染源循环变化过程中污染物不断向深处推进,而最终其影响范围限定在某一深度内。 展开更多

关键词 渗透作用 可溶性污染物 多孔介质 控制方程 循环污染源

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饱和多孔介质中的混合有限元法和有限应变下应变局部化分析 被引量：7

6

作者 李锡夔 刘泽佳 严颖 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期668-676,共9页

对基于Biot理论的饱和多孔介质中动力-渗流耦合分析提出了一个耦合场混合元.固相位移,应变和有效应力以及流相压力、压力梯度和Darcy速度在单元内均处理为独立变量分别插值.基于胡海昌-Washizu三变量广义变分原理给出的饱和多孔介质动力... 对基于Biot理论的饱和多孔介质中动力-渗流耦合分析提出了一个耦合场混合元.固相位移,应变和有效应力以及流相压力、压力梯度和Darcy速度在单元内均处理为独立变量分别插值.基于胡海昌-Washizu三变量广义变分原理给出的饱和多孔介质动力-渗流耦合问题控制方程的单元弱形式,导出了单元公式.进一步导出了考虑压力相关非关联塑性的非线性单元公式和发展了相应的一致性算法.对几何非线性分析,采用了共旋公式途径.数值结果例题显示所发展耦合场混合元模拟大应变下由应变软化引起以应变局部化为特征的渐进破坏现象的性能. 展开更多

关键词 饱和多孔介质 混合有限元法 渗流耦合 耦合场 广义变分原理 公式 控制方程 应变局部化 有效应力 应变软化

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饱和度对多孔介质中热–水–力耦合响应的影响 被引量：5

7

作者 郭志光 白冰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1021-1028,共8页

以湿-热弹性理论为基础,给出了非饱和多孔介质中热能传输、水分迁移和变形的耦合控制方程,并与已有试验结果进行了对比。模型计算结果与试验结果吻合较好。针对多孔介质中初始饱和度随深度呈不同分布的三维非对称热源问题进行了热–水... 以湿-热弹性理论为基础,给出了非饱和多孔介质中热能传输、水分迁移和变形的耦合控制方程,并与已有试验结果进行了对比。模型计算结果与试验结果吻合较好。针对多孔介质中初始饱和度随深度呈不同分布的三维非对称热源问题进行了热–水–力耦合响应分析。分析表明：当初始饱和度沿竖向的梯度变化较小时,重力作用下孔隙水首先由多孔介质上部向下部流动,继而在温度荷载作用下产生回旋流动。当竖向梯度变化较大时,基质吸力作用下孔隙水先由饱和度较高的底部流向饱和度较低的顶部,然后产生回旋流动,且回旋中心位置随竖向梯度的减小逐渐向多孔介质中心位置靠近。 展开更多

关键词 非饱和多孔介质 耦合效应 热能传输 控制方程

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横观各向同性饱和介质非轴对称动力响应分离变量解

8

作者 王春玲 黄必成 刘俊卿 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期399-404,共6页

首先将横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称问题的Biot波动方程,变换为适宜于进行分离变量法求解的形式;然后在非轴对称简谐激励下,用分离变量法得到Biot方程的一般解,即用分离变量法求得了多孔介质位移和应力分量的解析表达式;并给... 首先将横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称问题的Biot波动方程,变换为适宜于进行分离变量法求解的形式;然后在非轴对称简谐激励下,用分离变量法得到Biot方程的一般解,即用分离变量法求得了多孔介质位移和应力分量的解析表达式;并给出了半空间横观各向同性饱和弹性多孔介质在表面竖向简谐荷载作用下表面竖向位移的数值分析结果,得出载荷对30倍受载半径以外的区域几乎无影响的结论。同时表明了本文的分析方法是切实可行的。 展开更多

关键词 BIOT波动方程 横观各向同性饱和弹性多孔介质 非轴对称动力响应 分离变量法 解析解

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考虑桩底土层波动效应的饱和黏弹性半空间中摩擦桩竖向振动 被引量：12

9

作者 崔春义 张石平 +1 位作者 杨刚 李晓飞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期878-892,共15页

为深化对饱和黏弹性半空间地基中摩擦桩竖向振动特性的认识,基于Boer多孔介质动力控制方程组,考虑桩底土层波动效应,采用Hankel积分变换和微分算子分解理论求解相关方程得到桩底、桩侧反力,进而建立饱和土中桩基竖向振动偏微分方程,结... 为深化对饱和黏弹性半空间地基中摩擦桩竖向振动特性的认识,基于Boer多孔介质动力控制方程组,考虑桩底土层波动效应,采用Hankel积分变换和微分算子分解理论求解相关方程得到桩底、桩侧反力,进而建立饱和土中桩基竖向振动偏微分方程,结合桩土接触面混合边值条件推导得出了饱和黏弹性半空间地基中摩擦桩桩顶竖向动力阻抗解析表达式。并在此基础上进一步通过数值算例对比分析探讨了液固耦合系数、桩长径比、桩土模量比、地基土黏滞阻尼系数这些重要因素对所得桩顶动力阻抗的影响规律,得到了一些对工程实践有意义的结论。 展开更多

关键词 摩擦桩 竖向振动 饱和黏弹性半空间 boer多孔介质动力控制方程 Hankel积分变换 微分算子分解理论

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太阳能固体吸附式制冷系统吸附床内单元管传热传质分析 被引量：6

10

作者 桂贤 吴立志 《北京石油化工学院学报》 2004年第4期1-5,共5页

为缩短太阳能固体吸附式制冷系统的制冷周期,提出一种太阳能固体吸附式连续制冷系统。针对具体的吸附床,建立了吸附床内单元管传热传质的数学模型,并运用多孔介质传热传质的理论分析了吸附床内单元管的传热传质的计算方法,列出了控制方... 为缩短太阳能固体吸附式制冷系统的制冷周期,提出一种太阳能固体吸附式连续制冷系统。针对具体的吸附床,建立了吸附床内单元管传热传质的数学模型,并运用多孔介质传热传质的理论分析了吸附床内单元管的传热传质的计算方法,列出了控制方程组和初始、边界条件。给出控制方程组的有限差分解法,为吸附床的优化设计奠定了理论基础。 展开更多

关键词 吸附床 固体吸附式制冷系统 传热传质 单元 控制方程 多孔介质 有限差分 太阳能

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THE NON-AXISYMMETRICAL DYNAMIC RESPONSE OF TRANSVERSELY ISOTROPIC SATURATED POROELASTIC MEDIA 被引量：26

11

作者 张引科 黄 义 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期56-70,共15页

The Biot’s wave equations of transversely isotropic saturated poroelastic media excited by non_axisymmetrical harmonic source were solved by means of Fourier expansion and Hankel transform. Then the components of tot... The Biot’s wave equations of transversely isotropic saturated poroelastic media excited by non_axisymmetrical harmonic source were solved by means of Fourier expansion and Hankel transform. Then the components of total stress in porous media are expressed with the solutions of Biot’s wave equations. The method of research on non_axisymmetrical dynamic response of saturated porous media is discussed, and a numerical result is presented. 展开更多

关键词 BIOT波动方程 横观各向同性饱和弹性多孔介质 非轴对称动力响应

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