Сравнительный анализ эффективности программной реализации полуаналитических методов расчета волновых полей в многослойных анизотропных композитах
Автор: Глушков Евгений Викторович, Глушкова Наталья Вилениновна, Варелджан Михаил Владимирович
Рубрика: Программирование
Статья в выпуске: 2 т.15, 2022 года.
Бесплатный доступ
Численно моделируется процесс возбуждения и распространения бегущих упругих волн в многослойных анизотропных пластинах. В основу алгоритмов, реализованных в программном комплексе, положены явные интегральные представления решения соответствующих краевых задач и выведенные из них асимптотические представления для дальней от источника зоны. В ближней зоне, в том числе и под источником, амплитудно-частотные характеристики волнового поля определяются с помощью численного интегрирования несобственных контурных интегралов. Рассматриваются три подхода к вычислению волновых полей; на основе численных примеров проводится сравнительный анализ их эффективности.
Слоистый композит, нормальные моды, интегральные и асимптотические представления волновых полей, малозатратные алгоритмы
Короткий адрес: https://sciup.org/147238542
IDR: 147238542 | УДК: 30-04 | DOI: 10.14529/mmp220205
Comparative analysis of software implementation efficiency of the semi-analytical methods for calculating wave fields in multilayer anisotropic composites
We construct a numerical model of the excitation and propagation of traveling elastic waves in multilayer anisotropic plates. The algorithms implemented in the software package are based on explicit integral representations of the solution to the corresponding boundary value problems and the asymptotic representations derived from them for the zone farthest from the source. In the near-field zone, including under the source, the amplitude-frequency characteristics of a wave field are obtained by the numerical integrating of the improper path integrals. Three approaches to the calculation of wave fields are considered; a comparative analysis of their effectiveness is conducted based on numerical examples.
Список литературы Сравнительный анализ эффективности программной реализации полуаналитических методов расчета волновых полей в многослойных анизотропных композитах
- Mitra, M. Guided Wave Based Structural Health Monitoring: a Review / M. Mitra, S. Gopalakrishnan // Smart Materials and Structures. - 2016. - V. 25, № 5. - P. 1-27.
- Ворович, И.И. Динамические смешанные задачи теории упругости для неклассических областей / И.И. Ворович, В.А. Бабешко. - М.: Наука, 1979.
- Бабешко, В.А. Динамика неоднородных линейно-упругих сред / В.А. Бабешко, Е.В. Глушков, Ж.Ф. Зинченко. - М.: Наука, 1989.
- Глушкова, Н.В. Определение и учет сингулярных составляющих в задачах теории упругости: дисс. ... докт. физ.-мат. наук / Н.В. Глушкова. - Краснодар, 2000.
- Глушков, Е.В. Возбуждение и распространение упругих волн в многослойных анизотропных композитах / Е.В. Глушков, Н.В. Глушкова, А.С. Кривонос // Прикладная математика и механика. - 2010. - Т. 74, № 3. - P. 419-432.
- Glushkov, E. Forced Wave Propagation and Energy Distribution in Anisotropic Laminate Composites / E. Glushkov, N. Glushkova, A. Eremin // Journal of the Acoustical Society of America. - 2011. - V. 129, № 5. - P. 2923-2934.
- Глушков, Е.В. Программный комплекс Waves-L для моделирования и визуализации волновых процессов в упругом слое / Е.В. Глушков, Н.В. Глушкова, С.И. Фоменко, А.А. Еремин, А.А. Евдокимов, О.И. Новиков // Вестник ЮУрГУ. Серия: Математическое моделирование и программирование. - 2019. - Т. 12, № 1. - С. 110-121.
- Glushkov, E. Efficient Mathematical Representations for Computing the Forced Wave Dynamics of Anisotropic Laminated Composites / E. Glushkov, N. Glushkova, A. Eremin // CEAS Aeronautical Journal. - 2013. - V. 4, № 1. - P. 11-19.
- Кристенсен Р. Введение в механику композитов / Р. Кристенсен. - М.: Мир, 1982.
- Raghavan, A. Finite-Dimensional Piezoelectric Transducer Modeling for Guided Wave Based Structural Health Monitoring / A. Raghavan, C.E.S. Cesnik // Smart Materials and Structures. - 2005. - V. 14, № 6. - P. 1448-1461.
- Бейтмен, Г. Высшие трансцендентные функции / Г. Бейтмен, А. Эрдейи. - М.: Наука, 1969.
- Федорюк, М.В. Метод перевала/ М.В. Федорюк. - М.: Наука, 1977.
