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TI介质中P-SV波传播的SBP-SAT模拟

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振动与冲击 2023年第20期42卷 91-97,129页

作者：杨在林魏夕杰孙铖杨勇哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学先进船舶材料与力学工业与信息化部重点实验室哈尔滨150001 广西民族大学建筑工程学院南宁530006

基于速度-应力形式的弹性波动方程,采用分部求和和同时逼近项技术建立的SBP-SAT方法,推导了横向各向同性(transversely isotropy,TI)介质的矩阵对称型(symmetric matrix form,SMF)弹性波动方程离散形式,并通过能量法进行了稳定性分析。... 详细信息

基于速度-应力形式的弹性波动方程,采用分部求和和同时逼近项技术建立的SBP-SAT方法,推导了横向各向同性(transversely isotropy,TI)介质的矩阵对称型(symmetric matrix form,SMF)弹性波动方程离散形式,并通过能量法进行了稳定性分析。将该方法应用于倾斜横向各向同性(tilted transverse isotropic,TTI)介质模型、垂直横向各向同性(transverse isotropy with a vertical axis of symmetry,VTI)介质和含裂缝及曲线域的复杂介质模型,对所得的速度幅值和单炮记录分析并总结规律;对不同时间步长、单元网格数的结果进行对比,得出计算效率并验证该方法在求解P-SV波传播问题上的正确性。数值模拟结果表明,该方法模拟精度高,适用性好,在地震数值模拟领域有很好的应用价值和前景。

关键词： P-SV波有限差分方法 SBP-SAT 横向各向同性(TI)介质能量法

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SH波对浅埋弹性圆柱及裂纹的散射与地震动

力学学报 2009年第2期41卷 229-235页

作者：杨在林闫培雷刘殿魁哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

采用Green函数、复变函数和多极坐标等方法研究含圆柱形弹性夹杂的弹性半空间中任意位置、任意方位有限长度裂纹对SH波的散射与地震动.构造了含圆柱形弹性夹杂的半空间对SH波的散射波,并求解了适合本问题Green函数,即含有圆柱形弹性夹... 详细信息

采用Green函数、复变函数和多极坐标等方法研究含圆柱形弹性夹杂的弹性半空间中任意位置、任意方位有限长度裂纹对SH波的散射与地震动.构造了含圆柱形弹性夹杂的半空间对SH波的散射波,并求解了适合本问题Green函数,即含有圆柱形弹性夹杂的半空间内(表面)任意一点承受时间谐和的出平面线源载荷作用时位移函数的基本解答.利用裂纹"切割"方法在任意位置构造任意方位的裂纹,可以得到基体中圆柱形弹性夹杂和裂纹同时存在条件下的位移场与应力场.通过数值算例,讨论各种参数对夹杂上方地表位移的影响.

关键词： SH波散射 Green函数多极坐标夹杂和裂纹地表位移

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含有部分脱胶的浅埋圆夹杂对SH波的散射

岩土力学 2009年第5期30卷 1297-1302页

作者：赵嘉喜齐辉杨在林哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

采用复变函数法研究了含有部分脱胶的浅埋圆柱形弹性夹杂对SH波的散射与地震动问题。在圆形弹性夹杂中构造一个满足脱胶部分应力自由的驻波函数,将其展开为含有一个待定系数的Fourier级数。在半空间中,介质应满足脱胶部分应力自由、公... 详细信息

采用复变函数法研究了含有部分脱胶的浅埋圆柱形弹性夹杂对SH波的散射与地震动问题。在圆形弹性夹杂中构造一个满足脱胶部分应力自由的驻波函数,将其展开为含有一个待定系数的Fourier级数。在半空间中,介质应满足脱胶部分应力自由、公共边界处位移和应力连续的边界条件,从而建立起求解该问题的无穷代数方程组。最后,给出了地表位移的数值结果。给果表明,入射波参数、脱胶位置、弹性夹杂参数以及埋深对地表位移都有一定程度的影响。

关键词： SH波散射地表位移浅埋圆柱形弹性夹杂脱胶

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出平面线源载荷对浅埋弹性圆柱散射与地震动

哈尔滨工程大学学报 2008年第8期29卷 794-797,808页

作者：杨在林闫培雷哈尔滨工程大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001

为研究半空间内圆柱与裂纹同时存在时复合缺陷的动力学响应,采用复变函数、多极坐标方法,求解了与时间谐和的出平面线源荷载对含有弹性圆柱的半空间散射问题,给出了弹性圆柱周边的动应力集中与地表位移的数值结果.采用"分区"的方法,分... 详细信息

为研究半空间内圆柱与裂纹同时存在时复合缺陷的动力学响应,采用复变函数、多极坐标方法,求解了与时间谐和的出平面线源荷载对含有弹性圆柱的半空间散射问题,给出了弹性圆柱周边的动应力集中与地表位移的数值结果.采用"分区"的方法,分别构造出含有弹性圆柱半空间内的散射波和弹性圆柱体内驻波的表达式,应用位移与应力边界条件求解出表达式中的未知数,确定散射波和驻波;从而给出含有弹性圆柱半空间的位移场与应力场.通过数值算例,讨论了各种参数对弹性圆柱周边的动应力集中系数与地表位移的影响规律.结果表明,线源荷载埋深大于60时,对地表位移就没有影响了.

关键词： Green函数弹性圆柱动应力集中系数地表位移

SH波对直角平面区域内圆形孔洞的散射与地震动

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应用力学学报 2008年第3期25卷 392-397,538页

作者：折勇齐辉杨在林哈尔滨工程大学哈尔滨150001

研究了以任意方向入射的平面SH波对直角平面区域内圆形孔洞的散射与地震动问题。首先,利用复变函数法、多极坐标移动技术及叠加原理,构造了一个可以预先满足直角平面区域自由表面上应力自由边界条件的圆孔对SH波散射的波函数;其次,利用... 详细信息

研究了以任意方向入射的平面SH波对直角平面区域内圆形孔洞的散射与地震动问题。首先,利用复变函数法、多极坐标移动技术及叠加原理,构造了一个可以预先满足直角平面区域自由表面上应力自由边界条件的圆孔对SH波散射的波函数;其次,利用镜像法,将直角平面区域内的波场镜像于半无限空间,并得到了满足边界条件的总波场;最后,作为对抗暴抗震问题的研究,通过算例考虑了圆孔的动应力集中和地表的动位移.结果表明,圆孔的动应力集中和地表的位移幅值取决于入射波频率、角度和圆孔的位置。

关键词：直角平面区域圆形孔洞 SH波散射动应力集中地表动位移

半空间可移动刚性圆柱对SH波散射及动应力集中

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工程力学 2009年第4期26卷 51-56页

作者：杨在林刘殿魁孙柏涛许美娟哈尔滨工程大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

应用复变函数、多极坐标方法研究弹性半空间中界面附近可移动刚性圆柱形夹杂对SH波散射与动应力集中问题。利用SH波散射的对称性质和多极坐标方法构造散射波,该散射波能自动满足含可移动刚性圆柱的弹性半空间自由表面上应力为零的边界条... 详细信息

应用复变函数、多极坐标方法研究弹性半空间中界面附近可移动刚性圆柱形夹杂对SH波散射与动应力集中问题。利用SH波散射的对称性质和多极坐标方法构造散射波,该散射波能自动满足含可移动刚性圆柱的弹性半空间自由表面上应力为零的边界条件,应用可移动圆柱形刚性夹杂的运动条件来确定该散射波。可将求解可移动圆柱形刚性夹杂的散射问题归结为求解一个无穷代数方程组,并采用截断有限项的方法对其进行求解。从而得到含夹杂的半空间对SH波散射的位移场和应力场,给出夹杂周边的动应力集中系数的表达式,针对具体算例讨论了各种参数对夹杂周边动应力集中系数的影响。

关键词：固体力学 SH波散射复变函数多极坐标动应力集中可移动刚性圆柱

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指数梯度半无限介质中波的传播

振动与冲击 2015年第14期34卷 7-10页

作者：杨在林黑宝平王耀哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

为了解无限介质中波的传播特性,研究特殊速度梯度的半无限非均匀介质中声波的传播。基于点源声波特殊性,给出适当边界条件,并对波动方程进行Laplace变换后变量分离处理,通过对Bessel方程求解获得速度势函数的积分表达式。该方法可为大... 详细信息

为了解无限介质中波的传播特性,研究特殊速度梯度的半无限非均匀介质中声波的传播。基于点源声波特殊性,给出适当边界条件,并对波动方程进行Laplace变换后变量分离处理,通过对Bessel方程求解获得速度势函数的积分表达式。该方法可为大气层中声波、电磁波传播及地震波研究提供参考。

关键词：指数梯度介质波动方程分离变量速度势函数

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径向非均匀介质中圆形夹杂的动应力分析

力学学报 2015年第3期47卷 539-543页

作者：杨在林黑宝平杨钦友哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

基于复变函数理论,研究了径向非均匀弹性介质中均匀圆夹杂对弹性波的散射问题.介质的非均匀性体现在介质密度沿着径向按幂函数形式变化且剪切模量是常数.利用坐标变换法将变系数的非均匀波动方程转为标准亥姆霍兹(Helmholtz)方程.在复... 详细信息

基于复变函数理论,研究了径向非均匀弹性介质中均匀圆夹杂对弹性波的散射问题.介质的非均匀性体现在介质密度沿着径向按幂函数形式变化且剪切模量是常数.利用坐标变换法将变系数的非均匀波动方程转为标准亥姆霍兹(Helmholtz)方程.在复坐标系下求得非均匀基体和均匀夹杂同时存在的位移和应力表达式.通过具体算例分析了圆夹杂周边的动应力集中系数(DSCF).结果表明:基体与夹杂的波数比和剪切模量比,基体的参考波数和非均匀参数对动应力集中有较大的影响.

关键词：径向非均匀介质变系数波动方程均匀圆夹杂动应力集中系数

SH波入射时多个浅埋圆形衬砌结构附近半圆形沉积层的地表位移

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哈尔滨工业大学学报 2011年第S1期43卷 309-314页

作者：王慧文杨在林黑龙江工程学院哈尔滨150050 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

本文利用复变函数和多极坐标的方法,给出了多个浅埋圆形衬砌结构附近半圆形沉积层的地表位移对SH波散射问题的解答.在求解过程中,将整个求解区域分割成两个区域,一个区域为半圆形沉积层,另一区域为多个浅埋圆形衬砌结构附近带半圆形凹... 详细信息

本文利用复变函数和多极坐标的方法,给出了多个浅埋圆形衬砌结构附近半圆形沉积层的地表位移对SH波散射问题的解答.在求解过程中,将整个求解区域分割成两个区域,一个区域为半圆形沉积层,另一区域为多个浅埋圆形衬砌结构附近带半圆形凹陷的半无限弹性空间.在这两个区域和浅埋圆形衬砌结构内部分别构造满足水平界面上应力为零的位移解,并在半无限弹性空间和半圆形沉积层及浅埋圆形结构的公共边界上分别实施位移和应力连续条件,建立求解问题的无穷代数方程组.通过算例的数值分析表明,浅埋圆形衬砌结构的存在对沉积层附近位移有明显的放大作用,且这种作用随着浅埋衬砌圆形结构之间距离的增大而减小.

关键词： SH波散射多极坐标半圆形沉积层圆形衬砌结构地表位移