海洋地震工程流固耦合问题统一计算框架——不规则界面情形

• 作者: 柯小飞 程书林 陈少林
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 流固耦合 饱和多孔介质 海洋地震工程 不规则海底地形 透射边界 并行计算
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 生物、工程及交叉力学
• 页码范围: 1517-1529
• 页数: 13页
• 分类号: TU435
• 字数: 4771字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-19-156

摘要

海底地震动场及海洋声场的模拟中,需要考虑复杂海床介质及海底地形的影响,涉及到海水、饱和海床、弹性基岩之间的相互耦合.传统的方法分别采用声波方程描述理想流体、Biot方程描述饱和海床、弹性波方程描述基岩,分别进行空间离散和界面耦合,十分不便.本文基于理想流体、固体分别为饱和多孔介质的特殊情形(孔隙率分别为1和0),由饱和多孔介质的Biot方程可退化得到理想流体的声波方程和固体的弹性波方程.然后,以饱和多孔介质方程为基础,经集中质量有限元离散,严格考虑不同孔隙率的饱和多孔介质在不规则界面的耦合条件,通过求解法向和切向界面力的途径,建立了不同孔隙率的饱和多孔介质耦合情形的求解方法,将流体、固体、饱和多孔介质间的耦合问题纳入到统一计算框架,并编制了相应的三维并行分析程序.考虑海水-弹性基岩、海水-饱和海床-弹性基岩体系中凹陷地形情形,采用本文提出的统一计算框架,结合透射边界条件,分析了P波入射时的动力反应,并通过结果是否满足界面条件,验证了该统一计算框架的有效性以及并行计算的可行性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈少林	南京航空航天大学土木工程系	31	206	8.0	13.0
2	程书林	南京航空航天大学土木工程系	1	1	1.0	1.0
3	柯小飞	南京航空航天大学土木工程系	4	4	1.0	1.0