非饱和半无限多孔介质一维瞬态响应积分解
本文选题:土力学 + 非饱和多孔介质 ; 参考:《岩石力学与工程学报》2015年S1期
【摘要】:基于非饱和多孔介质动力方程,研究了充满2种流体的非饱和多孔介质动力响应问题,并分别给出了2种边界条件作用下非饱和半无限多孔介质一维瞬态响应积分形式解。首先,运用正弦与余弦变换法将偏微分方程组变换为常微分方程组。然后,运用状态空间法求解此常微分方程组,得到变换域内解析解。最后,通过正弦与余弦反变换,给出非饱和半无限多孔介质一维瞬态响应积分形式解。该方法的优点是积分解中被积函数为实函数,给数值计算带来极大的方便。通过算例分析,验证了本文结果的正确性,证实了非饱和多孔介质内存在3种类型压缩波,分析了3类压缩波作用下多孔介质内固体和2种流体间的相位关系。
[Abstract]:Based on the dynamic equations of unsaturated porous media, the dynamic response of unsaturated porous media filled with two kinds of fluids is studied, and the integral solutions of one-dimensional transient response of unsaturated semi-infinite porous media under two boundary conditions are given respectively.Firstly, the system of partial differential equations is transformed into ordinary differential equations by sine and cosine transformation.Then, the state space method is used to solve the ordinary differential equations, and the analytic solution in the transform domain is obtained.Finally, the integral solution of one-dimensional transient response of unsaturated semi-infinite porous media is obtained by inverse transformation of sine and cosine.The advantage of this method is that the integrable function in the integral solution is a real function, which brings great convenience to the numerical calculation.An example is given to verify the correctness of the results in this paper. It is proved that there are three types of compressible waves in unsaturated porous media. The phase relationship between solid and two kinds of fluids in porous media under the action of three kinds of compressible waves is analyzed.
【作者单位】: 中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室;浙江大学岩土工程研究所;
【基金】:中国地震局工程力学研究所基本科研业务专项(2013B04) 国家自然科学基金资助项目(51308512,51278451)
【分类号】:TU43
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 凌道盛;房志辉;单振东;;单层饱和多孔介质一维瞬态响应半解析解[J];岩石力学与工程学报;2011年08期
2 杨军,宋二祥,陈肇元;饱和土一维简谐响应解析解的求解和应用I 求解[J];岩土力学;2003年04期
3 单振东;凌道盛;丁皓江;;Exact solutions to one-dimensional transient response of incompressible fluid-saturated single-layer porous media[J];Applied Mathematics and Mechanics(English Edition);2013年01期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 赵婷;吕小海;;饱和土场地波动问题的研究现状[J];低温建筑技术;2006年04期
2 刘占芳,黄民战,李德源;液饱和多孔介质中瑞利型波的弥散和衰减[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年S1期
3 刘占芳;姜乃斌;李思平;;饱和多孔介质一维瞬态波动问题的解析分析[J];工程力学;2006年07期
4 刘林超;闫启方;;一维分数导数粘弹性饱和多孔介质层的稳态响应[J];工程力学;2012年03期
5 ;GURTIN VARIATIONAL PRINCIPLE AND FINITE ELEMENT SIMULATION FOR DYNAMICAL PROBLEMS OF FLUID-SATURATED POROUS MEDIA[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2003年01期
6 杨骁,程昌钧;流体饱和多孔介质的动力学Gurtin型变分原理和有限元模拟[J];固体力学学报;2003年03期
7 杨骁;郑云英;;不可压饱和粘弹性多孔介质的变分原理及其无网格模拟[J];固体力学学报;2007年02期
8 杨骁;李丽;;轴向扩散下简支饱和多孔弹性梁的大挠度分析[J];固体力学学报;2007年03期
9 杨骁;吕新华;;饱和多孔弹性Timoshenko梁的大挠度分析[J];固体力学学报;2012年01期
10 欧阳煜;张雅男;;集中载荷作用下饱和多孔Timoshenko简支梁的动力响应[J];工程力学;2012年11期
相关博士学位论文 前9条
1 李强;考虑三维波动的饱和土中桩纵向耦合振动理论[D];浙江大学;2004年
2 徐炎兵;非饱和土两相流模型及其应用研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
3 胡育佳;桩基非线性静动力学特性研究[D];上海大学;2008年
4 邹德高;地震时浅埋地下管线上浮机理及减灾对策研究[D];大连理工大学;2008年
5 贺英;流体饱和多孔介质弹性波方程正反演方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
6 刘林超;基于多孔介质理论的饱和土中单(群)桩纵横向振动研究[D];上海大学;2010年
7 单振东;饱和与非饱和多孔介质一维问题精确解[D];浙江大学;2012年
8 郑佩;均匀和层状两相饱和孔隙介质半空间的动力Green函数[D];上海交通大学;2013年
9 刘俊俏;梯度饱和土的固结及波散射问题[D];宁夏大学;2014年
相关硕士学位论文 前6条
1 陆春华;液饱和多孔介质动力响应的弹塑性有限元分析[D];重庆大学;2004年
2 姜乃斌;弹粘塑性饱和多孔介质动力响应的有限元分析[D];重庆大学;2005年
3 陈松;不同屈服准则下的弹粘塑性多孔介质的动力学响应[D];重庆大学;2007年
4 张飞霞;一类单层饱和多孔介质问题一维瞬态响应精确解[D];浙江大学;2010年
5 王筠;非饱和多孔介质一维瞬态响应半解析研究[D];浙江大学;2013年
6 刘圆圆;饱和土中桩基的水平动力特性研究[D];中南大学;2013年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 钟万勰;;结构动力方程的精细时程积分法[J];大连理工大学学报;1994年02期
2 凌道盛;张飞霞;王云岗;单振东;房志辉;;任意竖向荷载作用下单层饱和多孔介质一维瞬态响应精确解[J];岩土工程学报;2011年06期
3 杨军,宋二祥,陈肇元;饱和土一维简谐响应解析解的求解和应用:II应用[J];岩土力学;2003年05期
4 凌道盛;张飞霞;单振东;房志辉;;单层不可压缩饱和多孔介质一维瞬态响应精确解[J];岩土力学;2011年05期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李传亮;多孔介质的应力关系方程——答周大晨先生[J];新疆石油地质;2002年02期
2 王建省,王晓纯;多孔介质的一种流-固耦合动态边界理论[J];工程力学;2002年01期
3 李铎;宋雪琳;高志娟;代锋刚;李方红;;多孔介质中铁的吸附分配和迁移特征[J];辽宁工程技术大学学报;2007年04期
4 孟祥奎;王涛;孙曼曼;曹长青;;多孔介质内流体压降的数值模拟[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2013年03期
5 凌镛镛 ,吴林高;粘弹性多孔介质中的渗流理论[J];同济大学学报;1980年03期
6 郭尚平,于大森,吴万娣;脏器渗流多孔介质的物理特征[J];力学学报;1982年01期
7 乔文孝;饱和流体多孔介质中的声传播[J];石油大学学报(自然科学版);1989年04期
8 薛禹群;谢春红;;多孔介质中热量运移问题研究[J];工程勘察;1990年03期
9 乔文孝,王宁,严炽培;声波在两种多孔介质界面上的反射和透射[J];地球物理学报;1992年02期
10 乔文孝;吴文虬;王耀俊;;多孔介质声学研究进展[J];物理学进展;1996年Z1期
相关会议论文 前10条
1 胥蕊娜;姜培学;赵陈儒;黄寓理;;流体在微多孔介质中的流动研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
2 韦昌富;;多孔介质力学理论及其应用[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年
3 黄拳章;郑小平;姚振汉;;含液多孔介质力学问题的边界元法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 饶文涛;李本文;;多孔介质燃烧技术工业应用数值模拟研究[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年
5 郁伯铭;员美娟;;多孔介质中流体流动的分形分析[A];中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会第十二届学术年会论文集[C];2008年
6 郭尚平;于大森;吴万娣;;生物脏器多孔介质的孔径分布和比面[A];全国第一届生物力学学术会议论文汇编[C];1981年
7 刘志峰;赵刚;张有为;刘正锋;李柯;王晓宏;;固体颗粒在逾渗多孔介质中的吸附特性[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
8 吴金随;尹尚先;;颗粒堆积型多孔介质内孔喉模型的研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 黄拳章;郑小平;姚振汉;;用边界元法模拟含液多孔介质的等效力学行为[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
10 王建省;王晓纯;;具有流固热耦合影响的可变形多孔介质动态物质面分界特征[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
相关重要报纸文章 前3条
1 中国农业大学工学院 刘相东;多孔介质干燥理论与应用并行[N];中国化工报;2007年
2 饶文涛;多孔介质燃烧新技术及应用[N];世界金属导报;2009年
3 饶文涛;新一代燃烧技术——多孔介质燃烧[N];中国冶金报;2009年
相关博士学位论文 前10条
1 刘宏升;基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机的基础研究[D];大连理工大学;2008年
2 林博颖;惰性多孔介质内的液雾燃烧[D];中国科学技术大学;2008年
3 张东辉;多孔介质扩散、导热、渗流分形模型的研究[D];东南大学;2003年
4 王恩宇;气体燃料在渐变型多孔介质中的预混燃烧机理研究[D];浙江大学;2004年
5 赵治国;燃油喷雾与多孔介质的相互作用及其在内燃机中应用的数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
6 赵双良;对多孔介质中流体的研究[D];湖南大学;2007年
7 姜海;多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值研究[D];中国科学技术大学;2008年
8 张扬;多孔介质内汽液相变传递的非均匀性效应[D];清华大学;2008年
9 东明;大孔隙率多孔介质内湍流流动和质量弥散的数值研究[D];大连理工大学;2009年
10 员美娟;多孔介质中流体的若干流动特性研究[D];华中科技大学;2008年
相关硕士学位论文 前10条
1 褚金华;渐变型多孔介质燃烧器的研究与开发[D];浙江大学;2005年
2 王唯威;分形多孔介质内导热与流动数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
3 徐维广;自然堆积多孔介质燃烧及换热实验研究[D];山东建筑大学;2012年
4 李振鹏;球床多孔介质通道单相流体流动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 廖永浩;微球床多孔介质通道气液两相流特性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 位纯知;多孔介质反应器中富燃料燃烧制氢的研究[D];华南理工大学;2011年
7 宫丽丽;颗粒型多孔介质非线性渗流特性的实验研究[D];东北大学;2009年
8 刘仁兴;不同粒径分布多孔介质渗流的微观数值模拟研究[D];武汉工业学院;2012年
9 陈汉翠;孔隙尺度物理过程对含湿多孔介质宏观传递特性影响机理研究[D];山东建筑大学;2013年
10 朱英开;基于多孔介质理论的粮层阻力数值模拟[D];内蒙古农业大学;2013年
,本文编号:1732136
本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/1732136.html