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中国科学：地球科学 2021年第8期51卷 1355-1374页

作者：李元燮刘财郭智奇刘洋冯晅田有鹿琪吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

基于l-s热弹性理论,采用旋转交错网格伪谱法,实现了均匀各向同性介质的一阶速度-应力-温度微分方程组的数值求解和波场模拟.其中,用时间分裂法解决方程组的刚性问题,用旋转交错伪谱算子计算空间一阶导数,用中心伪谱算子计算空间二阶导数... 详细信息

基于l-s热弹性理论,采用旋转交错网格伪谱法,实现了均匀各向同性介质的一阶速度-应力-温度微分方程组的数值求解和波场模拟.其中,用时间分裂法解决方程组的刚性问题,用旋转交错伪谱算子计算空间一阶导数,用中心伪谱算子计算空间二阶导数;对于热导率变化比较大的双层介质模型和参考温度随深度按梯度分布的模型,用Crank-Nicolson显式方法取代旋转交错网格伪谱法进行计算;讨论了热耦合波场性质和传播规律,对比了常规伪谱法、交错网格伪谱法和旋转交错网格伪谱法热耦合波场模拟效果.数值模拟结果表明:基于l-s热弹性理论,用时间分裂法结合旋转交错网格伪谱法对均匀各向同性介质的波场计算,能够得到稳定的、高精度的模拟结果,但是在热导率变化剧烈的情况下不能用大时间步长进行求解,而且在参考温度不均匀分布的情况下算法不稳定.本文在网格剖分方式与数值算法的优化组合应用方面进行了探索,为将这些方法推广到孔隙热弹性、热黏弹性和各向异性研究奠定了基础.

关键词：热弹性波 l-s理论旋转交错网格伪谱法地震波场模拟时间分裂法

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基于理性扩展热力学的l-s热声弹性理论框架

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吉林大学学报(地球科学版) 2024年第2期54卷 655-687页

作者：李元燮刘财吉林大学地球探测科学与技术学院

本文基于连续介质力学和理性扩展热力学分析流程,将l-s(lord and shulman)热弹性理论与声弹性理论相结合,建立l-s热声弹性理论的基本框架,包括运动学、力学与热力学、本构方程与演化方程、基本场方程四部分。在运动学部分,区分了lagrang... 详细信息

本文基于连续介质力学和理性扩展热力学分析流程,将l-s(lord and shulman)热弹性理论与声弹性理论相结合,建立l-s热声弹性理论的基本框架,包括运动学、力学与热力学、本构方程与演化方程、基本场方程四部分。在运动学部分,区分了lagrange描述和Euler描述,以及3种不同的状态和构形,同时针对热声弹性情况定义了两类从自然状态到初始状态的转变过程;在力学与热力学部分,给出了质量守恒定律、动量守恒定律、角动量守恒定律、能量守恒定律以及熵产不等式,从而引出经典不可逆热力学的局限性;在本构方程与演化方程部分,介绍了扩展不可逆热力学原理,并基于理性扩展热力学流程,推导了从自然状态到初始状态、从初始状态到最终状态的热声弹性本构方程与演化方程,将热流作为本构自变量并考虑了热流与应变和温度的相关性;在最后一部分给出了基本场方程的运动方程形式和适用于数值模拟的一阶速度-应力-热流-温度微分方程。

关键词： l-s理论热弹性声弹性连续介质力学理性扩展热力学

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不同理论下广义压电热弹性问题的有限元求解

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力学学报 2006年第4期38卷 553-558页

作者：田晓耕张婕沈亚鹏西安交通大学航天航空学院重点实验室西安710049

基于G-l和l-s广义压电热弹性理论研究了无限大厚压电板在上下表面受到条带状热冲击时的广义压电热弹性问题．在时间非常短的情况下,为避免积分变换求解带来的精度丢失,采用有限元方法对问题在时间域进行直接求解,获得压电板在热冲击作... 详细信息

基于G-l和l-s广义压电热弹性理论研究了无限大厚压电板在上下表面受到条带状热冲击时的广义压电热弹性问题．在时间非常短的情况下,为避免积分变换求解带来的精度丢失,采用有限元方法对问题在时间域进行直接求解,获得压电板在热冲击作用下的温度、位移、应力及电势等,并将结果与经典压电热弹性理论进行比较．结果表明,直接求解方法可以准确描述热在介质中以有限的速度传播．

关键词：广义压电热弹性理论有限元方法松弛时间 G—l理论 l-s理论

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激光脉冲加热的二维广义热弹性问题研究

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力学季刊 2008年第3期29卷 371-377页

作者：夏荣厚田晓耕沈亚鹏西安交通大学强度与振动教育部重点实验室西安710049

基于l-s广义热弹性理论,研究了半无限大板局部受到激光脉冲加热时的广义热弹性问题。为避免常规积分变换方法求解带来的精度丢失,采用有限元法直接在时间域进行求解,得到了激光脉冲加热时板中的温度、位移及应力的变化规律。结果表明,... 详细信息

基于l-s广义热弹性理论,研究了半无限大板局部受到激光脉冲加热时的广义热弹性问题。为避免常规积分变换方法求解带来的精度丢失,采用有限元法直接在时间域进行求解,得到了激光脉冲加热时板中的温度、位移及应力的变化规律。结果表明,直接求解方法可以准确描述热在介质中以有限的速度传播,同时发现,激光脉冲加热过后,结构的最高温度随着时间的推移逐渐降低,且最高温度的位置总在热波波前附近,此处的应力也明显高于其他区域。

关键词：广义热弹性理论有限元方法热松弛时间 l-s理论激光脉冲加热

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有限厚度圆柱壳热冲击问题的广义热弹性解

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应用数学和力学 2016年第6期37卷 644-654页

作者：王颖泽王谦刘栋顾利平江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 江苏太湖锅炉股份有限公司江苏无锡214187

针对包含有界边界的轴对称结构受热冲击作用的广义热弹性问题进行了研究分析.基于lord-shulman广义热弹性理论(l-s理论),构建了热冲击下有限厚度圆柱壳热弹性响应的广义热弹性模型.借助laplace(拉普拉斯)变换技术以及Bessel函数的渐进特... 详细信息

针对包含有界边界的轴对称结构受热冲击作用的广义热弹性问题进行了研究分析.基于lord-shulman广义热弹性理论(l-s理论),构建了热冲击下有限厚度圆柱壳热弹性响应的广义热弹性模型.借助laplace(拉普拉斯)变换技术以及Bessel函数的渐进特性,推导了温变载荷作用下,圆柱壳内部位移、温度以及应力场的解析表达式.该表达式不仅可以清楚地揭示热冲击下热波、热弹性波在壳体内部的传播、反射以及叠加的作用过程,更可准确地捕捉到热波、热弹性波波前位置处的阶跃现象,并对热冲击诱发的动态热应力峰值进行有效预测.

关键词：广义热弹性热冲击解析解有限厚度圆柱壳 l-s理论

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