多孔材料压缩破坏过程中的破纪录突发
无序系统与神经网络
2016-04-07 v1 地球物理
摘要
准确理解随机与确定性过程在产生极端事件中的相互作用,在许多领域至关重要,从预测极端气象事件到材料和地球中的灾难性破坏。在此,我们研究多孔材料压缩破坏过程中由局部破裂事件产生的劈啪噪声时间序列中破纪录事件的统计。这些事件由沉积岩离散元模型中圆柱样品的单轴压缩计算机模拟生成,该模型与真实实验极为相似。记录数量最初作为事件数的减速幂律增长,随后在破坏前立即加速。我们证明了特征记录秩 k^* 的存在,它分离了时间演化的两个区域。直到该秩,减速由随机无序效应引起。随后破纪录向宏观破坏加速,此时导致时空关联的物理相互作用主导了局部破裂的位置和时机。连续记录之间的突发子序列以幂律尺寸分布为特征,其指数随接近破坏而减小。高秩记录之前是尺寸和连续事件间等待时间不断增大的突发,之后是弛豫过程。作为参考,通过重排劈啪突发生成替代时间序列。不相关替代项的记录统计与独立同分布随机变量的相应预测非常吻合,这证实了裂开突发的时空相关性是观测到的独特行为的原因。
引用
@article{arxiv.1604.01666,
title = {Record breaking bursts during the compressive failure of porous materials},
author = {Gergo Pal and Frank Raischel and Sabine Lennartz-Sassinek and Ferenc Kun and Ian G. Main},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.01666},
year = {2016}
}
备注
11 pages, 13 figures, revtex