非完美接触界面弹性波传播的数值模拟
经典物理
2016-08-16 v2
摘要
本文描述了一种数值方法，用于研究弹性波如何与弹性固体之间存在的非完美接触（如裂缝或胶层）相互作用。这类接触经典上被建模为界面，采用由法向与切向线性弹簧和质量组合而成的简单流变模型。弹性场沿界面所满足的跳跃条件称为“弹簧-质量条件”。通过调节刚度和质量值，可以模拟从完美黏结到无应力表面的各种接触程度。界面外满足的守恒律使用经典有限差分格式进行积分。此处的关键问题是如何离散化弹簧-质量条件，以及如何将其嵌入有限差分格式：这正是本文的目标。为此，我们改进了先前针对完美接触开发的界面方法[J. Comput. Phys. 195 (2004) 90-116]。该数值方法还能以可忽略的额外计算代价，在均匀笛卡尔网格上精确描述任意形状界面的几何结构。与原始解析解的对比显示了该方法的有效性。
引用
@article{arxiv.physics/0508018,
title = {Numerical modeling of elastic waves across imperfect contacts},
author = {Bruno Lombard and Joël Piraux},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0508018},
year = {2016}
}
备注
to be published in SIAM Journal of Scientific Computing (2006)