复合材料结构多场耦合问题多尺度方法及其有限元算法

来源 :中国科学院数学与系统科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dx3386135
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在该论文中,针对具有周期结构的复合材料的几类耦合问题,我们研究了相应的双尺度渐近展式及相关的双尺度计算方法.该文的第一部分考虑了在热力耦合条件下的整周期结构复合材料问题.形式上给出了对应温度增量场和位移场的双尺度渐近展式,特别是在位移、应变和应力的双尺度展式中我们给出了温度增量和位移的局部耦合关系,计算相应的均匀化参数的具体公式,得到了有限项近似解,有限元算法及其误差估计,列举了计算类似问题的算法过程,通过数值算例表明该算法是有效性的.该文的第二部分考虑了在热力耦合条件下的孔洞结构复合材料问题.给出了对应温度增量场和位移场的多尺度渐近展式,类似的给出了温度增量和位移的局部耦合关系,计算相应的均匀化参数的具体公式,得到了有限项近似解,多尺度解的渐近误差估计,孔洞结构上解的延拓,与之相对应的有限元算法公式,数值算例表明该算法的可行性.该文的最后一部分讨论了孔洞结构的压电问题,其为电场和位移场的相互耦合问题.在适当的假设下得到了电位势和位移场的多尺度渐近表示式,类似的给出了有限项逼近解的计算公式,均匀化参数,并给出了误差估计.均匀化方法和多尺度方法作为解决类似问题的新工具,可以在新型复合材料研究、设计及其工程中得到广泛的应用.
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