本征边界积分方程法模拟含流体粒子固体的性能

摘要

针对含流体粒子固体问题,将Eshelby的本征应变和等效夹杂理论引入边界积分方程中,提出含大量流体粒子固体的本征应变边界积分方程的计算模型及迭代算法.通过全空间中多粒子近场群的定义,在本征应变边界积分方程中引入局部Eshelby矩阵,以解决粒子间相互作用的问题,从而保证了迭代计算的收敛性.通过数值算例的比较,验证了计算模型的正确性和计算方法的可行性,其中对于全空间单个圆形粒子的情况采用了解析解作为比较基准,其他情况则采用子域边界积分方程法的结果作为比较基准.采用代表性体积单元(representative volume element,RVE)模拟了含流体粒子固体材料的整体力学性能,对含有1000多个流体粒子的RVE在粒子规则分布和随机分布的条件下进行了计算,验证了本计算模型和算法的可行性和高效率.