مشخصات مقاله:
عنوان فارسی مقاله:
مدل پیشرفته ای از روش هیدرودینامیک ذرات هموار برای شبیه سازی گسترش ترک در مکانیک سنگ
عنوان انگلیسی مقاله:
An improved form of smoothed particle hydrodynamics method for crack propagation simulation applied in rock mechanics
کلمات کلیدی مقاله:
تابع کرنل، گسترش ترک، مکانیک شکاف، شبیه سازی عددی
مناسب برای رشته های دانشگاهی زیر:
مهندسی معدن، مهندسی مکانیک
مناسب برای گرایش های دانشگاهی زیر:
مکانیک سنگ، مکانیک سیالات
وضعیت مقاله انگلیسی و ترجمه:
مقاله انگلیسی را میتوانید به صورت رایگان با فرمت PDF از باکس زیر دانلود نمایید. ترجمه این مقاله با فرمت WORD – DOC آماده خریداری و دانلود آنی میباشد.
فهرست مطالب:
چکیده
1-مقدمه
2- IKSPH پایه
1-2 معادلات حاکم
2-2 معادله مشخصه
3-2 ادغام زمان
4-2 قوانین انتگرال گیری کوادراتور
3- پردازش ترک در روش IKSPH
1-3 معیارهای ترک
2-3 روش جستجوی دامنه ذره (PDSM)
4- پردازش مرز
5- مثال ها و بحث
1-5 شبیه سازی عددی فشردگی و شکست برشی با یک شکاف تنها
2-5 شبیه سازی عددی شکستگی ناشی از فشار و برش در نمونه دارای دو شکاف
5-3 شبیه سازی عددی فشردگی و شکاف برشی با داشتن چندین شکاف
4-5 شبیه سازی عددی گسیختگی پیش رونده یک شیب سنگی شکاف دار
5-5 آنالیز هزینه محاسباتی
6- نتیجه گیری ها
منابع
قسمتی از مقاله انگلیسی و ترجمه آن:
Abstract
The simulation of crack propagation processes in rock engineering has been not only a research hot spot among scholars but also a challenge. Based on this background, a new numerical method named improved kernel of smoothed particle hydrodynamics (IKSPH) has been put forward. By improving the kernel function in the traditional smoothed particle hydrodynamics (SPH) method, the brittle fracture characteristics of the base particles are realized. The particle domain searching method (PDSM) has also been put forward to generate the arbitrary complex fissure networks. Three numerical examples are analyzed to validate the efficiency of IKSPH and PDSM, which can correctly reveal the morphology of wing crack and the laws of crack coalescence compared with previous experimental and numerical studies. Finally, a rock slope model with complex joints is numerically simulated and the progressive failure processes are exhibited, which indicates that the IKSPH method can be well applied to rock mechanics engineering. The research results showed that IKSPH method reduces the programming difficulties and avoids the traditional grid distortion, which can provide some references for the application of IKSPH to rock mechanics engineering and the understanding of rock fracture mechanisms.
چکیده
شبیه سازی فرایند گسترش ترک در مهندسی سنگ نه نتها موضوع داغ مورد بررسی توسط محققان بوده بلکه یک چالش مهم است. با در نظر داشتن این پیش زمینه، یک روش عددی به نام کرنل پیشرفته هیدرودینامیک ذرات هموار (IKSPH) معرفی شد. با بهبود تابع کرنل در روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) مرسوم، ویژگی های شکنندگی (تردی) ذرات اصلی شناخته می شود. روش جستجوی دامنه ذره (PDSM) نیز برای ایجاد شبکه های پیچیده شکاف استفاده شد. سه مثال عددی برای اعتبارسنجی راندمان روش های IKSPH و PDSM آنالیز شدند که توانستند مورفولوژی شکاف جانبی را به درستی مشخص کنند و قوانین مربوط به به هم پیوستن شکاف ها را در مقایسه با پژوهش های عددی و تجربی پیشین نشان دهند. نهایتا یک مدل سنگ شیبدار دارای درزهای پیچیده بصورت عددی شبیه سازی شد و فرایند گسیختگی پیشرونده آن مشخص شد که نشان داد روش IKSPH را می توان به خوبی برای مهندسی مکانیک سنگ استفاده کرد. نتایج این تحقیق نشان داد که روش IKSPH دشواری های برنامه نویسی را کاهش می دهد و از کجی (اعوجاج) خطوط مش بندی جلوگیری می کند که می تواند مرجعی برای کاربرد IKSPH در مهندسی مکانیک سنگ و درک مکانیزم ترک برداشتن سنگ باشد.