岩石流变分数阶模型研究

发布时间：2018-03-27 06:10

  本文选题：岩石　切入点：分数阶　出处：《计算力学学报》2017年02期

【摘要】：以Kelvin流变模型为研究对象,提出了一种分数阶Kelvin流变模型。首先,把Kelvin模型中的整数阶导数改为分数阶导数,考虑到岩石材料的频率通常不超过1000 Hz,在分数阶拟合时,拟合频段选取为[0 1000],进而利用Oustalop滤波算法把分数阶表示为整数阶模式;其次,利用试验数据对分数阶模型进行参数识别,考虑到分数阶Kelvin模型具有强非线性的特点,引入了Levenberg-Marquardt优化算法来确定未知参数;最后,对于频域表示的流变方程,利用Laplace逆变换获得流变精确表达式。仿真实例表明本文方法可以很好地反映岩石流变特性。
[Abstract]:Taking the Kelvin rheological model as the research object, a fractional order Kelvin rheological model is proposed. Firstly, the integral derivative in the Kelvin model is changed into the fractional derivative, considering that the frequency of rock materials is usually less than 1000 Hz, and when the fractional order fitting is used, the integral derivative is changed into the fractional derivative. The fitting frequency band is selected as [0 1000], and then the fractional order is represented as integer order mode by Oustalop filtering algorithm. Secondly, the fractional order model is identified by experimental data, considering that the fractional order Kelvin model has strong nonlinearity. The Levenberg-Marquardt optimization algorithm is introduced to determine the unknown parameters. Finally, for the rheological equation expressed in frequency domain, the exact rheological expression is obtained by using the inverse Laplace transform. The simulation example shows that the proposed method can well reflect the rheological characteristics of rock.
【作者单位】： 湖南省水利水电科学研究所;合肥市市政设计院有限公司;河海大学土木与交通学院;
【基金】：湖南省重大水利科技项目(湘水科计[2015]186-24) 安徽省建设行业科学技术计划资助项目
【分类号】：O37

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本文编号：1670321