基于不同时间步长时域非结构有限体积法模拟声弹性耦合问题.pdf

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基于不同时间步长时域非结构有限体积法模拟声一弹性耦合问题固体力学学报宣领宽李龚京风第卷第年张文平明平剑“川波在流体与固体介质中的传播是非常普遍的现象,目前,,在流体中不存在剪切波,这种方法不需要对边界特殊处理,—⑾终种方法会在流体中声源附近产生明显的噪声,同时,,,,但这种方法会导致计算量增加口甋萚考虑声一声、弹性一弹性与声一弹性耦合问题,其中弹性波基于有限元法蠼猓ɑ谟邢薏罘址或求解,两者的耦合通过计算域的重叠实现,但不同的区域采用不同的离散方法,,,并且采用多时间步长提高计算效率,但相对于此担現需要求解单元刚度矩阵会导致计算量增加,,由于不同区域之间数据结构不同,数值传递会影响计算精度,,曾被应用于求解一系列的弹性波问题,┥⑽,家肓怂谋咝蔚ピ#性的四边形单元均被处理为常应变单元,这样不仅不能发挥出四边形单元的优势,,,,时间步长要介绍一种改进的时域非结构有限体积法⒔溆τ糜谏坏择詈衔侍猓诹魈逵牍烫褰橹中分别求解声波动方程与弹性波方程,,,,、声一弹性耦合问题,结果表明,改进后的方法求解声一弹性耦合问题是有效和准确的,,有限体积法,不同时间步长,时域,非结构化网格醒敫咝;..豕こ檀笱Фτ肽茉垂こ萄г海酰—收到第澹盏叫薷母澹通讯作者.,
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仃付㈧等等祧,埂載唬瑅吉一。,㈦。。』一—%卢土丝恳蝑狪へ阣若简单的选取最小值,可能降低计算精度,,本文借签文献,乃悸吩诓煌那蜓∪〔,,通过与数值解、,对某控制体积应用牛顿第二定律,可得到:其中为介质密度,五一#瑄,攵⒎直鹞<铀俣矢量、应力张量,,:其中对于平面应变问题以一∥疘皿琤疎—,狤/,而对于平面应力问题口一唬,豢贓/一卢,:,需要建立分界面上的相互作用条件将二者联系起来:\一—#,,一土其中肟谖7纸缑嫔现赶蛄魈宓姆较蛴嘞遥辍!柏辍!NSαΓ瑄为弹性波区域的质点加速度矢量,;同时当弹性波到达分界面,固体质点的振动会引起流体质点的振动,,声波模拟涉及的边界条件有两大类心⋯:ǚ瓷浔呓缣跫辛街郑恢治>杂脖界,其法向速度为零,可表示为/一硪恢治绝对软边界,可表示为;薹瓷浔呓鏪表示为:弹性波模拟涉及到两种边界条件:杂山缑边界条件自动满足;,