岩石破坏演化细观非均质物理元胞自动机（Mh-PCA）研究

摘要

该文在传统元胞自动机基本理论的基础上,根据岩石的破坏特征,结合前人研究的经验,提出了一种新的元胞自动机模型——细观非均质物理元胞自动机模型(Micro-heterogeneous Physical Cellular Automata,Mh-PCA),并利用该模型对不同均质度岩石在破坏演化过程中的声发射现象和破裂模式进行动态模拟,得到不同均质度材料对应的声发射模式和破裂模式,与已有的实验结果相符合.同时利用该模型,作者还对岩石破坏演化过程中的自组织临界现象进行了模拟,结果与理论基本一致.从而,为岩石破坏机理的研究提供了一种新的途径.

目录

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声明

1绪论

1.1问题的提出及意义

1.2元胞自动机发展及国内外研究现状

1.3本课题研究的主要内容

2元胞自动机基本理论

2.1概述

2.2元胞自动机的定义

2.2.1元胞自动机的物理学定义

2.2.2元胞自动机基于集合论的数学定义

2.3元胞自动机的构成

2.3.1元胞

2.3.2状态

2.3.3元胞空间

2.3.4邻居

2.3.5规则

2.4元胞自动机的一般特征

2.5元胞自动机的分类

2.6元胞自动机研究的相关理论方法

2.6.1元胞自动机与人工生命

2.6.2元胞自动机与分形分维

2.7几个典型的细胞自动机的例子

2.7.1初等元胞自动机

2.7.2“生命游戏”自动机

2.7.3格子气自动机

2.8本章小结

3岩石破坏演化细观非均质物理元胞自动机(Mh-PCA)原理

3.1概述

3.2细观非均质物理细胞自动机模型

3.3模型对材料性质的表达

3.3.1材料性质

3.3.2对裂纹等缺陷的模拟

3.3.3应力环境

3.3.4损伤参量的表达

3.4本章小结

4 细观非均质物理元胞自动机(Mh-PCA)对岩石破裂的计算机模拟

4.1概述

4.2对不同材料声发射的模拟

4.2.1岩石声发射

4.2.2对岩石声发射的模拟

4.3对不同均质度岩石破裂过程的模拟

4.3.1概述

4.3.2破坏过程模拟

4.4岩石破裂自组织临界现象模拟

4.5本章小结

5主要结论

5.1主要研究成果

5.2问题与展望

参考文献

致谢

作者在读硕士期间发表的论文

本论文得到