流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界 被引量：13

1

作者 王子辉 赵成刚 董亮 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期605-611,共7页

基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,分别考察具有辐射阻尼性质的外行柱面波和球面波在圆柱面和球面人工边界上引起的法向、切向应力的表达式．在应力表达形式上,固相介质和孔隙流体的法向和切向应力都是由两项组成,它们分别与质点的位... 基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,分别考察具有辐射阻尼性质的外行柱面波和球面波在圆柱面和球面人工边界上引起的法向、切向应力的表达式．在应力表达形式上,固相介质和孔隙流体的法向和切向应力都是由两项组成,它们分别与质点的位移和速度成正比,因此,可在人工边界的法向和切向设置连续分布的并联弹簧-黏滞阻尼器,用来模拟人工边界以外的无限域介质对来自有限计算域的外行波动的能量吸收作用,从而形成了流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界．流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界可方便地与大型通用软件结合,用于分析饱和土中复杂的结构-地基动力相互作用问题．算例表明流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界具有较好的精度和稳定性． 展开更多

关键词 流体饱和多孔介质 黏弹性动力人工边界 有限元法 无限域 辐射阻尼

下载PDF 职称材料

流体饱和多孔介质参数反演的遗传算法 被引量：5

2

作者 韩华 章梓茂 魏培君 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1458-1462,共5页

根据位移响应的理论合成应与实际测量数据相拟合的原则,将流体饱和多孔介质参数反演问题归结为非线性多峰函数的最优化问题。全局最优解的求解采用了遗传算法,克服了传统的优化法难于求得全局最优的困难。数值算例的实践表明了遗传算法... 根据位移响应的理论合成应与实际测量数据相拟合的原则,将流体饱和多孔介质参数反演问题归结为非线性多峰函数的最优化问题。全局最优解的求解采用了遗传算法,克服了传统的优化法难于求得全局最优的困难。数值算例的实践表明了遗传算法的可行性和稳健性。 展开更多

关键词 流体力学 流体饱和多孔介质 遗传算法 参数反演 非线性

下载PDF 职称材料

地下水位变化对地震地面运动的影响 被引量：7

3

作者 李伟华 赵成刚 《地震学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期482-492,532,共11页

本文以Biot提出的流体饱和多孔介质波动理论为基础,建立了成层地基模型,把地下水位以下的饱和土层用水饱和多孔介质模拟,地下水位以上土层用气饱和多孔介质模拟.通过研究入射平面简谐波在成层地基中的传播,分析了地下水位变化对地震地... 本文以Biot提出的流体饱和多孔介质波动理论为基础,建立了成层地基模型,把地下水位以下的饱和土层用水饱和多孔介质模拟,地下水位以上土层用气饱和多孔介质模拟.通过研究入射平面简谐波在成层地基中的传播,分析了地下水位变化对地震地面运动的影响.结果表明:P波入射下,当土体骨架相对刚度较小时,地下水位变化对地表位移尤其是竖向地表位移幅值影响较大,随着地下水位的下降,竖向位移逐渐增加,相对应的峰值频率逐渐减小;当土体骨架相对刚度较大时,地下水位变化对地面运动影响不大. 展开更多

关键词 地下水位 地震地面运动 流体饱和多孔介质 成层地基

下载PDF 职称材料

流体饱和多孔介质黏弹性动力人工边界 被引量：4

4

作者 王国军 赵成刚 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2007年第3期54-59,共6页

基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,采用平面波和远场散射波经验叠加来反映外行波传播,以经验参数反映人工边界外行波动的衰减和多角度透射特性。在人工边界处分别施加反映固相和液相介质传播效应的弹簧及阻尼来模拟人工边界以外的无限... 基于Biot流体饱和多孔介质本构方程,采用平面波和远场散射波经验叠加来反映外行波传播,以经验参数反映人工边界外行波动的衰减和多角度透射特性。在人工边界处分别施加反映固相和液相介质传播效应的弹簧及阻尼来模拟人工边界以外的无限域介质对来自有限域的外行波的能量的吸收作用。从而形成一种流体饱和多孔介质的黏弹性动力人工边界。数值算例表明:边界的精度和稳定性高于现有的黏性边界、黏弹性人工边界及一阶透射边界。 展开更多

关键词 流体饱和多孔介质 黏弹性动力人工边界 有限元法

下载PDF 职称材料

平面波与层状多孔介质海底的反射和透射 被引量：2

5

作者 周来江 杨士莪 《声学技术》 CSCD 2010年第6期559-564,共6页

针对典型的海底介质结构情况,研究了从海水入射到含有非固结沉积层的层状流体饱和多孔介质海底的平面波的反射和透射问题,分析了沉积层和基岩中纵、横波速度和衰减的频散变化特点,在沉积层厚度和频率变化时,对海水-海底界面上的位移势... 针对典型的海底介质结构情况,研究了从海水入射到含有非固结沉积层的层状流体饱和多孔介质海底的平面波的反射和透射问题,分析了沉积层和基岩中纵、横波速度和衰减的频散变化特点,在沉积层厚度和频率变化时,对海水-海底界面上的位移势函数反射系数进行了计算和分析。研究结果表明:在沉积层厚度一定的情况下,较高频率时,沉积层对海水中声场的影响较大,而频率较低时,基岩对海水中声场的影响较大。在以不同的掠射角入射时,由于沉积层中质点的法向共振,广义位移势函数反射系数随频厚积的变化曲线会出现一系列的共振峰,随着掠射角的减小,共振峰个数减少,但共振峰的幅度会增加。 展开更多

关键词 非固结沉积层 流体饱和多孔介质 频厚积 共振峰

下载PDF 职称材料

流体饱和多孔介质动力问题的显式时域解法 被引量：2

6

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

下载PDF 职称材料

不可压饱和粘弹性多孔介质固结问题的Gurtin型变分原理

7

作者 何录武 张玉柱 杨骁 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2007年第3期431-435,共5页

基于多孔介质理论,在固相骨架和孔隙流体微观不可压,固相骨架小变形且满足线性粘弹性积分型本构关系的假定下,利用卷积积分的性质,本文首先建立了以固相骨架位移、孔隙流体相对速度和孔隙流体压力为宗量的流体饱和粘弹性多孔介质固结问... 基于多孔介质理论,在固相骨架和孔隙流体微观不可压,固相骨架小变形且满足线性粘弹性积分型本构关系的假定下,利用卷积积分的性质,本文首先建立了以固相骨架位移、孔隙流体相对速度和孔隙流体压力为宗量的流体饱和粘弹性多孔介质固结问题的一个Gurtin型变分原理。其次,利用Lagrange乘子法解除相关的变分约束条件,建立了流体饱和粘弹性多孔介质固结问题的若干广义Gurtin型变分原理,包括第三类的Hu-Washizu型变分原理。最后,简单讨论了等价初边值问题的相应变分原理。这些Gurtin型变分原理的建立不仅丰富了饱和粘弹性多孔介质的相关理论,而且为相关数值模拟方法,如有限元法、无网格法等的建立奠定了理论基础。 展开更多

关键词 多孔介质理论 流体饱和多孔介质 固结问题 Gurtin型变分原理

下载PDF 职称材料

饱和流体多孔介质中AVA特征分析与正演

8

作者 孔选林 仇燕 《内蒙古石油化工》 CAS 2008年第4期111-113,共3页

储层的岩石物理模型是以流体饱和多孔介质为基础的,而分析储层的AVA(Am p litudeversus ang le)特征可以得到与储层孔隙度和充填流体有关的重要信息,它是一种行之有效的直接寻找油气的新方法。本文在B iot理论的基础之上,设计了不同储... 储层的岩石物理模型是以流体饱和多孔介质为基础的,而分析储层的AVA(Am p litudeversus ang le)特征可以得到与储层孔隙度和充填流体有关的重要信息,它是一种行之有效的直接寻找油气的新方法。本文在B iot理论的基础之上,设计了不同储层的理论模型,并正演计算了它们的AVA响应曲线,分析不同储层理论模型的AVA异常特征响应可获得与储层和充填流体有关的信息。正演计算的结果说明了储层的AVA响应特征,为实际应用AVA特征进行储层预测和流体识别奠定了基础。 展开更多

关键词 流体饱和多孔介质 AVA特征 储层预测 流体预测

下载PDF 职称材料

基础-饱和土地基耦合系统分析的微分求积单元法 被引量：2

9

作者 刘静 朱媛媛 胡育佳 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2014年第1期54-65,共12页

研究了基础-饱和土地基耦合系统的动力学特性.首先根据多孔介质理论,在小变形的假设下,分别建立了耦合系统中不可压流体饱和土地基和弹性基础的运动微分方程以及相应的边界条件,连接条件和初始条件;然后在空间域采用微分求积单元法对基... 研究了基础-饱和土地基耦合系统的动力学特性.首先根据多孔介质理论,在小变形的假设下,分别建立了耦合系统中不可压流体饱和土地基和弹性基础的运动微分方程以及相应的边界条件,连接条件和初始条件;然后在空间域采用微分求积单元法对基础-饱和土地基的控制方程进行离散,并提供了正确处理耦合系统界面之间连接条件和间断性条件的方法,从而得到时间域内的一组代数-微分方程;接着运用隐式二阶向后差分格式处理了代数-微分方程组;最后利用牛顿迭代法数值求解了该方程组,得到了耦合系统的数值解,考察了所布节点数和参数对数值结果的影响. 展开更多

关键词 基础-饱和土地基耦合系统 流体饱和多孔介质理论 微分求积单元法(DQEM) 动力学特性

下载PDF 职称材料

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

10

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

下载PDF 职称材料

流体饱和标准线性粘弹性多孔介质中的平面波 被引量：6

11

作者 郑云英 杨骁 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期203-206,共4页

研究了流体饱和不可压标准线性粘弹性多孔介质中平面波的传播和反射问题.在固相骨架小变形的假定下,得到了粘弹性多孔介质中波动方程的一般解,讨论了弥散关系和波的衰减特性.结果表明:在流体饱和不可压粘弹性多孔介质中,仅存在一个耦合... 研究了流体饱和不可压标准线性粘弹性多孔介质中平面波的传播和反射问题.在固相骨架小变形的假定下,得到了粘弹性多孔介质中波动方程的一般解,讨论了弥散关系和波的衰减特性.结果表明:在流体饱和不可压粘弹性多孔介质中,仅存在一个耦合纵波和一个耦合横波,纵波和横波的波速、衰减率等取决于孔隙流体与固相骨架间的相互作用以及固相骨架本身的粘性.同时,研究了半空间自由边界上入射波(纵波、横波)的反射问题,得到了非均匀反射波的波速、反射系数、衰减率等的表达式及其相关的数值结果. 展开更多

关键词 流体饱和粘弹性多孔介质 平面波 弥散关系 衰减率 反射系数

下载PDF 职称材料

流体饱和两相多孔介质动力反应计算分析 被引量：3

12

作者 李亮 杜修力 +1 位作者 赵成刚 李立云 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期113-118,共6页

基于流体饱和两相多孔介质的弹性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相介质在输入地震波作用下的弹性动力反应进行计算和分析;对在是否考虑孔隙流体渗流的两种... 基于流体饱和两相多孔介质的弹性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相介质在输入地震波作用下的弹性动力反应进行计算和分析;对在是否考虑孔隙流体渗流的两种情况下计算得到的两相介质弹性动力反应结果的差异进行对比研究,从而揭示孔隙流体渗流对两相介质动力反应性质的影响。计算结果表明:两相介质弹性动力反应时程的波形与入射地震波的波形相同,且弹性动力反应的峰值出现的时刻对应于入射地震波的峰值出现的时刻;孔隙流体的渗流将对两相介质的弹性动力反应性质产生显著的影响。数值计算同时表明,时域显式有限元方法是进行流体饱和两相多孔介质弹性动力反应计算分析的一种有效的方法。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 弹性 动力反应 时域显式有限元方法 渗流影响

下载PDF 职称材料

基于显式有限元方法的两相介质弹塑性动力反应计算分析 被引量：2

13

作者 李亮 杜修力 +1 位作者 赵成刚 翟威 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期423-429,共7页

针对增量形式的流体饱和两相多孔介质弹塑性波动方程组,运用基于显式逐步积分格式的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,并应用基于SMP破坏准则的弹塑性动力本构模型描述两相介质的动力反应性质,对两相介质在输入地震波作用下的... 针对增量形式的流体饱和两相多孔介质弹塑性波动方程组,运用基于显式逐步积分格式的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,并应用基于SMP破坏准则的弹塑性动力本构模型描述两相介质的动力反应性质,对两相介质在输入地震波作用下的弹塑性动力反应进行计算和分析,将计算结果与相应的弹性动力反应的计算结果进行对比;对本文应用的弹塑性动力本构模型进行参数研究,揭示模型参数的取值对两相介质弹塑性动力反应计算结果的影响。计算结果表明:两相介质弹塑性位移反应与相应的弹性位移反应具有较为显著的差别,表现为二者的峰值与反应时程的波形均有比较明显的差异;本文应用的弹塑性本构模型中的塑性势参数的取值对于两相介质弹塑性位移反应的计算结果具有显著的影响,而初始加载和卸载与重新加载阶段的硬化参数的比值仅影响动力反应结束后的塑性变形的幅值。本文工作表明,时域显式有限元方法是进行流体饱和两相多孔介质弹塑性动力反应计算分析的一种有效的方法。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 弹塑性 动力反应 时域显式有限元方法 基于SMP破坏准则的动力本构模型

下载PDF 职称材料

基于显式有限元方法的两相多孔介质地震反应研究

14

作者 李亮 杜修力 +1 位作者 赵成刚 李立云 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期550-553,共4页

基于流体饱和两相多孔介质的弹性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相多孔介质在输入地震波作用下的弹性动力反应进行了计算和分析,以揭示两相多孔介质弹性地... 基于流体饱和两相多孔介质的弹性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相多孔介质在输入地震波作用下的弹性动力反应进行了计算和分析,以揭示两相多孔介质弹性地震反应的规律和性质。计算结果表明:两相介质弹性地震反应时程的波形与入射地震波的波形相同,且弹性地震反应的峰值出现的时刻对应于入射地震波的峰值出现的时刻。本文的数值计算同时表明了时域显式有限元方法在进行两相多孔介质地震反应计算分析时的有效性。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 弹性 地震反应 时域显式有限元方法

下载PDF 职称材料

基于DQEM的分层流体饱和热弹性多孔介质轴对称问题的动力响应分析

15

作者 叶东生 朱媛媛 +1 位作者 王笑梅 王玉善 《上海师范大学学报（自然科学版）》 2019年第2期141-150,共10页

研究了分层不可压流体饱和热弹性多孔介质轴对称问题的动力响应问题,基于多孔介质理论(PMT),给出了该问题的数学模型.在空间域内采用微分求积单元法(DQEM)设置离散的控制微分方程、边界条件和连接条件,在时间域内采用二阶向后差分格式... 研究了分层不可压流体饱和热弹性多孔介质轴对称问题的动力响应问题,基于多孔介质理论(PMT),给出了该问题的数学模型.在空间域内采用微分求积单元法(DQEM)设置离散的控制微分方程、边界条件和连接条件,在时间域内采用二阶向后差分格式处理时间导数.在离散化的初始条件下,运用Newton-Raphson法进行迭代求解,得到各离散点处未知物理量的数值结果.研究表明:该方法有效、可靠,且具备精度较高、计算量较小、数值稳定等优点. 展开更多

关键词 流体饱和热弹性多孔介质 多孔介质理论(PMT) 微分求积单元法(DQEM) 动力学响应

下载PDF 职称材料

两相多孔介质弹塑性动力反应计算分析

16

作者 李亮 杜修力 +1 位作者 赵成刚 李立云 《地下空间与工程学报》 CSCD 2008年第5期815-819,829,共6页

基于增量形式的流体饱和两相多孔介质弹塑性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相介质在输入地震波作用下的弹塑性动力反应进行计算和分析,从而揭示流体饱和两... 基于增量形式的流体饱和两相多孔介质弹塑性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相介质在输入地震波作用下的弹塑性动力反应进行计算和分析,从而揭示流体饱和两相多孔介质弹塑性动力反应的规律。计算结果表明:两相介质弹塑性位移反应峰值要大于相应的弹性位移反应的峰值,并且弹塑性位移反应峰值出现的时刻滞后于弹性位移反应峰值出现的时刻;两相介质弹塑性速度反应与相应的弹性速度反应的差别并不显著。数值计算同时表明,时域显式有限元方法是进行流体饱和两相多孔介质弹塑性动力反应计算分析的一种有效的方法。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 弹塑性 动力反应 时域显式有限元方法

下载PDF 职称材料

流体饱和标准线性粘弹性多孔介质中平面横波的反射

17

作者 郑云英 《淮南师范学院学报》 2007年第3期93-95,共3页

文章主要讨论了自由边界上平面横波的反射问题,得到了非均匀反射横波的波速、反射系数、衰减率等物理量的解析表达式。数值结果揭示了入射横波的频率、孔隙流体与固相骨架的耦合系数和固相骨架粘性等对波速、衰减率等物理量的影响。

关键词 流体饱和粘弹性多孔介质 平面横波 衰减率 反射系数

下载PDF 职称材料