《動態裂紋的多尺度模擬研究》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所，由任國武擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：動態裂紋的多尺度模擬研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：任國武
- 依託單位：中國工程物理研究院流體物理研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為一個跨越多重時間和空間尺度的巨觀物理問題，材料的斷裂由於其複雜的動力學過程不僅受到了廣泛的關注，而且還遇到了巨大的挑戰。在本項目中，我們採用已發展的動力學多尺度方法模擬二維體系中I型和II型預置裂紋的萌生、傳播，研究原子與連續區域耦合界面對彈性波的影響，探索準靜態或動態載入對脆性和延性裂紋萌生時間的影響規律，以及不同應變率對裂紋傳播速度影響的物理機制，通過微觀的分析獲取裂紋在傳播過程中其形貌的變化規律，為正確預測動態裂紋的擴展路徑奠定基礎。研究結果對於力學、物理、材料等學科發展，以及在工業、國防及地震中的套用有著重要意義。
結題摘要
動力學多尺度模擬方法是當前最為熱門的數值模擬發展課題之一，是開展空間及時間尺度強耦合動力學現象研究的重要基礎。本項目致力於建立一個完整的多尺度模擬方法，涉及理論方法的分析、程式的實施、數值模擬證實及套用。具體地包括了提出一個新的理論耦合方法精確地連線連續與微觀模型，保證低頻模在不同模型間的順利傳播以及新的耗散方法用於消除高頻的反射波。基於一維及二維數值模擬中反射及透射係數的計算證實該方法的可靠性。在此基礎上研究脆性材料的動態裂紋擴展，分析應變率與裂紋萌生時間的關係，比較裂紋傳播與實驗的關係，提高了對裂紋傳播物理過程的認識。利用已發展的多尺度程式包，開展原子尺度級別的動力學破碎初步模擬，著重關注其內包含的多尺度物理過程，為後期進一步提高多尺度程式並開展大範圍內套用奠定基礎。
