Dobrze postawiony problem elastyczności liniowej z okresowymi warunkami brzegowymi


9

W niektórych zastosowaniach, takich jak przenoszenie ciepła w stanie ustalonym i przepływ w ośrodkach porowatych, można symulować znacznie większą (nieskończoną) domenę poprzez nałożenie okresowych warunków brzegowych na przeciwległe ściany graniczne i dirichleta bc na pozostałe granice. W przypadku domeny prostokątnej 2D warunek okresowy można interpretować tak, jakby dziedzina leżała na powierzchni walca.

Jestem ciekawy, czy to samo można powiedzieć o problemach z elastycznością. Zauważyłem, że standardowe problemy z elastycznością liniową są ograniczone do domen skończonych i nigdy nie widziałem przykładu, w którym okresowy warunek brzegowy jest zalecany lub realizowany. Podejrzewam, że mogą występować problemy z wyjątkowością rozwiązań tego problemu z powodu sztywnego ruchu ciała (translacji i / lub obrotu) wywołanego okresowością.

Dla uproszczenia załóżmy, że przypadek liniowej izotropowej elastyczności płaskiej w domenie prostokątnej 2D. Powiedzmy, że chcę modelować duże (okresowe) medium za pomocą warunków o stałym przesunięciu (dirichleta) na dwóch przeciwnych granicach i okresowych warunków przemieszczenia na pozostałych granicach.

Czy ten problem jest dobrze postawiony? Jeśli nie, to czy istnieją strategie (np. Dodatkowe ograniczenia), które mogę wykorzystać, aby były dobrze postawione, wiedząc, że moim ostatecznym celem jest symulacja znacznie większego (nieskończonego) medium o powtarzalnych właściwościach materiału?

Odpowiedzi:


4

Podany przykład jest dobrze postawiony. Zachowuje się nierówność Korna , jeśli podzbiór, na którym ustalono przesunięcie, zawiera otwarty (w topologii granicy) podzbiór granicy, co jest prawdą w twoim przypadku.

Prosty test polega na tym: jeśli naprawisz sztywne ciało na granicy Dirichleta, czy nadal można je przenieść. Na przykład, jeśli naprawisz punkt w dwóch wymiarach, obiekt może się wokół niego obracać. Jeśli naprawisz punkt lub linię w 3 wymiarach, to samo.

Jeśli w końcu chcesz okresowe warunki brzegowe w x i ykierunkach, będziesz musiał nałożyć dodatkowe ograniczenie, na przykład, że średnia wartość przesunięcia na całym prostokącie wynosi zero. Być może będziesz musiał również wyeliminować rotacje.

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.