《含大量缺陷的多層介質中彈性波傳播的奇異邊界法研究》是依託河海大學，由傅卓佳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含大量缺陷的多層介質中彈性波傳播的奇異邊界法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：傅卓佳
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
彈性波傳播數值模擬在結構抗震設計和材料無損檢測等領域有著廣泛套用。傳統數值方法在模擬含大量缺陷(孔洞裂紋夾雜等)的三維多層複雜介質彈性波傳播時常遇到計算複雜度隨缺陷數量呈平方增長、奇異與近奇異積分計算複雜和病態稠密矩陣計算不穩定等瓶頸。基於申請者近五年的研究工作(15篇SCI論文及7個國際會議報告)，本項目擬發展易於使用、無格線、無數值積分的半解析奇異邊界法，研究消除彈性波方程基本解源點奇異性的新數值技術，避免奇異與近奇異積分計算，將奇異邊界法首次套用於彈性波傳播；引入快速多極子法和預校正傅立葉變換技術，將計算複雜度與缺陷數量的關係從平方增長降低為線性增長；研究預處理矩陣和雙重疊代技術，加快多層介質耦合矩陣疊代收斂速度，快速有效求解上百萬自由度的彈性波問題。本項目的目標是建立一類模擬大規模複雜介質彈性波傳播的高性能數值方法，以滿足結構抗震設計和材料無損檢測等領域日益增長的套用需求。
結題摘要
彈性波傳播數值模擬在結構抗震設計和材料無損檢測等領域有著廣泛套用。傳統數值方法在模擬含大量缺陷(孔洞裂紋夾雜等)的三維多層複雜介質彈性波傳播時常遇到計算複雜度隨缺陷數量呈平方增長、奇異與近奇異積分計算複雜和病態稠密矩陣計算不穩定等瓶頸。本項目發展精確求解三維彈性波方程源點強度因子的數值技術，將奇異邊界法首次套用於彈性波傳播；引入快速多極子法和快速傅立葉變換技術，將計算複雜度與缺陷數量的關係從平方增長降低為線性增長，實現上百萬自由度的彈性波傳播數值模擬；研究預處理矩陣和雙重疊代技術，加快多層介質耦合矩陣疊代收斂速度；同時開發基於Matlab的計算波傳播數值軟體包。成果方面，團隊成員基於上述研究內容，發表了學術論文17篇，其中SCI檢索論文15篇,合作出版一本中文學術專著，成功申請國家授權軟體著作權3項，獲得2016年度江蘇省高等學校科學技術獎-自然科學獎三等獎和2016年度“江蘇力學科學技術獎”一等獎。人才培養方面，依託項目培養了博士研究生5名，碩士研究生2名，其中3名研究生已順利獲得博士學位、1名研究生已順利獲得碩士學位。本項目也極大地促進了項目組成員的學術交流，舉辦1次小型學術研討會，組織2次專題研討會，參加國內外學術會議並做學術報告14次，出國訪學4人次、合作來訪9人次。綜上所述，項目在含大量缺陷的多層介質中彈性波傳播的奇異邊界法研究方面達到了預期目標，促進了科研團隊的發展，培養了科研人才。
