用于变饱和多孔介质动态破坏与破裂的计算耦合大变形周质多孔力学
数值分析
2023-05-02 v1 数值分析
摘要
连续或破裂的部分饱和多孔介质在静载与动载下的大变形力学与多物理场问题在工程与科学中具有重要意义。本文致力于一种假设空气压力被动的计算耦合大变形周质多孔力学范式，用于模拟变饱和多孔介质中的动态破坏与破裂。针对体材料点与裂缝材料点的耦合控制方程，通过更新拉格朗日-欧拉框架在当前/变形构型中建立。假设混合材料点的视界保持球形，其邻域点在当前构型中确定。作为一项重要贡献，通过混合近场动力学状态概念，显式考虑潜水面附近的混合界面/潜水面材料点，以模拟从部分饱和到完全饱和（反之亦然）的过渡。我们在更新拉格朗日-欧拉框架中为体点与界面点建立了耦合本构对应原理与稳定化方案。我们通过时间上的全隐式分数步算法与空间上的混合更新拉格朗日-欧拉无网格方法，数值实现了该耦合大变形周质多孔力学。给出了数值算例以验证所实现的稳定化计算耦合大变形周质多孔力学，并展示其在模拟变饱和多孔介质动态破坏与破裂中的有效性与鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2207.04580,
title = {Computational coupled large-deformation periporomechanics for dynamic failure and fracturing in variably saturated porous media},
author = {Shashank Menon and Xiaoyu Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.04580},
year = {2023}
}