Biot理论

摘要： 多孔介质梁结构在实际工程中有着广泛的应用。本文基于Biot理论,考虑了多孔介质中的流固耦合作用,推导出多孔介质梁动力学控制方程。利用精细积分方法,对控制方程进行求解,对比有限元模型,验证了所建模型的可行性和正确性。对研究多孔介质梁的振动特性具有一定的理论意义。

摘要： 高开孔率的发泡材料(如三聚氰胺、聚氨酯发泡材料)具有优良的吸声、隔热防火、防腐及环保性能,可以作为吸声、阻尼等材料应用于建筑、航空、交通工具等领域.该文基于Biot理论和多层介质声波传播理论(传递矩阵法),建立多层多孔吸声结构背衬刚性壁的理论模型,利用遗传算法优化多层结构厚度和质量.将理论模型计算结果与阻抗管测试结果进行对比,验证了理论模型的准确性.结果表明:优化后的多层多孔吸声结构在整体厚度降低18 mm的基础上,吸声能力并未降低,且部分结构低频吸声增强,结构的整体重量也有所降低,达到轻薄化的目标,具有较大的应用价值.

摘要： 梯度孔隙率结构对多孔材料吸声性能有着很大的影响,可以拓宽多孔材料的吸声频带.以具有梯度孔隙率的弹性多孔材料为研究对象,基于Biot理论及传递矩阵法研究了常见梯度结构以及梯度差对吸声系数的影响,并利用多岛遗传算法(MIGA)寻求梯度结构的最优厚度分布.研究表明:通过对孔隙率和层厚的合理设计,可以提高期望频段的吸声性能,其中,孔隙率由高到低再到高的梯度结构可以明显提高宽频吸声系数,这对弹性多孔材料的设计及其在声学包上的应用具有重要的指导意义.

摘要： 裂缝型油气藏作为非常规油气藏,勘探开发都极具挑战,研究裂缝作用下的地震波传播特征有着重要的意义.这里通过线性滑动理论来表征两套相互垂直的裂缝系统,然后引入孔隙,结合各向异性Gassmann方程,使得孔隙和裂隙液压连通,构建流体饱和裂缝孔隙性介质.通过Biot理论建立了饱和正交裂缝孔隙型介质的一阶速度应力方程,使用高阶有限差分方法对介质进行数值模拟,分析其裂缝参数对波场特征的影响.结果表明,慢qP波形态不随裂缝参数变化,法向弱度变化对快qP波影响大,切向弱度的变化对qSV波影响大,对于快qP波而言,主要是影响除裂缝切向和法向以外的速度.

摘要： 为了准确获得多孔聚氨酯吸声材料的声学模型参数,提出使用遗传算法对JCA声学模型参数进行逆推的直接和间接方法,在遗传算法逆推模型参数的验证过程中利用相关实验设备分析哪种逆推方式的结果更加准确,结合实验测试原理和仿真分析说明了不同逆推方式误差产生的原因.结果表明,采用直接逆推获得的模型参数更加准确,间接逆推虽确定了孔隙率和流阻率,通过逆推得到剩余的弯曲度、粘性特征长度和热特征长度3个参数,但研究表明参数容易受流阻率的测试误差影响,造成逆推结果偏差.

摘要： 为了准确获得多孔聚氨酯吸声材料的声学模型参数,提出使用遗传算法对JCA声学模型参数进行逆推的直接和间接方法,在遗传算法逆推模型参数的验证过程中利用相关实验设备分析哪种逆推方式的结果更加准确,结合实验测试原理和仿真分析说明了不同逆推方式误差产生的原因。结果表明,采用直接逆推获得的模型参数更加准确,间接逆推虽确定了孔隙率和流阻率,通过逆推得到剩余的弯曲度、粘性特征长度和热特征长度3个参数,但研究表明参数容易受流阻率的测试误差影响,造成逆推结果偏差。

摘要： 引入黏弹性边界模型,研究了3种瞬态荷载形式下黏弹性边界上径向刚度系数Kr与阻尼系数Cr对饱和土体与衬砌的径向位移、应力的影响.当Kr趋向于无穷,Cr趋向于0,黏弹性边界退化为完美黏结边界,取退化条件下的黏弹性边界参数同完美黏结边界条件下土体径向位移、应力进行对比,验证了黏弹性边界条件下的解答.分析了突加荷载、阶跃荷载和三角脉冲荷载下不同Kr与Cr值对饱和土体与衬砌的影响,结果表明:3种荷载作用下,刚度系数对土体与衬砌的径向位移、应力影响较大,阻尼系数对土体与衬砌的径向位移、应力影响较小;3种瞬态荷载峰值相同的情况下,突加荷载引起的土体与衬砌的径向位移、应力大于阶跃荷载和三角脉冲荷载.

摘要： 在声学包开发过程中,声学包的参数确定和整车性能预测一般要早于车身开发,这就需要在项目早期对声学包进行仿真分析.目前,国内外主机厂广泛认可的声学包仿真分析方法是基于统计能量分析原理.对于声学包材料本身,一般基于BIOT理论模型,通过九大参数等进行模拟仿真.针对某款在研车型,建立整车声学包统计能量法模型.对乘员头部声压进行传递路径分析,找到贡献量大的声学包部件.对这些声学包的BIOT九大参数进行测试,通过对几种材料的参数进行分析,找到性能参数最佳的材料组合,从而达到优化整车声学包性能的目的.

摘要： 利用结构弯曲波法,并结合Biot理论和Bolton多层板理论,推导了水下多孔吸声材料夹层板的隔声量理论计算公式,分析了(Binding-Binding,BB)型、(Binding-Unbinding,BU)型和(Unbinding-Unbinding,UU)型三种结构的隔声性能。将入射域、辐射域和中间空腔域中的声波以相应的速度势函数形式表达,多孔吸声材料的传声过程采用Biot理论和Bolton理论描述,再结合相应模型的边界条件,即可求解出结构的理论隔声量。在BB型、BU型和UU型三种模型中,UU型的隔声性能最好,BB型的隔声性能最差。夹层板中多孔吸声材料能有效避免空腔驻波共振的发生,并能显著提高结构高频的隔声性能。多孔吸声材料厚度和空腔空气层厚度的增加,能有效地促进结构的隔声性能。

摘要： 以实现低频可变频噪声控制为目标,研究了声波在填充磁流变液的共振腔周期结构中的传播特性.首先利用Biot理论和声电类比法建立了声波在该结构中传播的理论模型,计算声波传播的传递损失;然后通过COMSOL有限元仿真验证了传递损失曲线的正确性;最后通过数学模型求解并分析了外加磁场对改变结构参数调节吸声工作频率的影响.外加磁场强度增加时,共振腔周期结构的带隙中心频率向高频移动,变频范围为394 Hz;最小传递损失峰值为28.56 dB;腔体体积、颈部长度减小,颈部截面积增大使带隙中心频率向高频移动.该结构低频吸声效果良好,外加磁场对该结构有良好的变频调控作用,随着外加磁场强度增加,结构参数变化产生的变频效果略有增加.

摘要： 基于Biot理论提出的简化模型主要包括以下简化形式:忽略混合物动力平衡方程和广义达西定律中相对加速度项;忽略混合物动力平衡方程中相对加速度项以及广义达西定律中所有惯性项;忽略控制方程中所有惯性项.分析了多种简化模型在不同材料参数和不同激励频率作用下的适用性,基于不同简化模型得到了一维有限饱和土柱的位移和孔压的频域解析解,引入无量纲量综合考虑渗透系数、孔隙率和激励频率等参数的影响,并依据这些无量纲量分析各种简化模型的适用范围.

摘要： 基于Biot理论提出的简化模型主要包括以下简化形式:忽略混合物动力平衡方程和广义达西定律中相对加速度项;忽略混合物动力平衡方程中相对加速度项以及广义达西定律中所有惯性项;忽略控制方程中所有惯性项.分析了多种简化模型在不同材料参数和不同激励频率作用下的适用性,基于不同简化模型得到了一维有限饱和土柱的位移和孔压的频域解析解,引入无量纲量综合考虑渗透系数、孔隙率和激励频率等参数的影响,并依据这些无量纲量分析各种简化模型的适用范围.

摘要： 基于Biot理论提出的简化模型主要包括以下简化形式:忽略混合物动力平衡方程和广义达西定律中相对加速度项;忽略混合物动力平衡方程中相对加速度项以及广义达西定律中所有惯性项;忽略控制方程中所有惯性项.分析了多种简化模型在不同材料参数和不同激励频率作用下的适用性,基于不同简化模型得到了一维有限饱和土柱的位移和孔压的频域解析解,引入无量纲量综合考虑渗透系数、孔隙率和激励频率等参数的影响,并依据这些无量纲量分析各种简化模型的适用范围.

摘要： 基于Biot理论提出的简化模型主要包括以下简化形式:忽略混合物动力平衡方程和广义达西定律中相对加速度项;忽略混合物动力平衡方程中相对加速度项以及广义达西定律中所有惯性项;忽略控制方程中所有惯性项.分析了多种简化模型在不同材料参数和不同激励频率作用下的适用性,基于不同简化模型得到了一维有限饱和土柱的位移和孔压的频域解析解,引入无量纲量综合考虑渗透系数、孔隙率和激励频率等参数的影响,并依据这些无量纲量分析各种简化模型的适用范围.

摘要： 本文着重研究在排水状态下裂隙导致的挤喷对Biot理论中排水体积模量和弹性波衰减的影响，裂隙的存在不仅会产生附加柔度，进而降低孔隙的体积模量，还会在排水条件下产生挤喷，进而导致弹性波的频散和衰减。

摘要： 本文着重研究在排水状态下裂隙导致的挤喷对Biot理论中排水体积模量和弹性波衰减的影响，裂隙的存在不仅会产生附加柔度，进而降低孔隙的体积模量，还会在排水条件下产生挤喷，进而导致弹性波的频散和衰减。

摘要： 本文着重研究在排水状态下裂隙导致的挤喷对Biot理论中排水体积模量和弹性波衰减的影响，裂隙的存在不仅会产生附加柔度，进而降低孔隙的体积模量，还会在排水条件下产生挤喷，进而导致弹性波的频散和衰减。

摘要： 本文着重研究在排水状态下裂隙导致的挤喷对Biot理论中排水体积模量和弹性波衰减的影响，裂隙的存在不仅会产生附加柔度，进而降低孔隙的体积模量，还会在排水条件下产生挤喷，进而导致弹性波的频散和衰减。

摘要： 多孔材料广泛应用于吸声降噪,本文根据多孔介质的刚性和弹性模型,计算其表面阻抗及吸声系数,并对比分析了多孔介质在空气中的水中的吸声特点.

摘要： 多孔材料广泛应用于吸声降噪,本文根据多孔介质的刚性和弹性模型,计算其表面阻抗及吸声系数,并对比分析了多孔介质在空气中的水中的吸声特点.

摘要： 本发明公开了一种基于Biot理论的贝叶斯时移AVO反演方法及系统，该方法包括以下步骤：(1)基于Biot理论，构建地震记录与储层参数之间的关系；(2)基于贝叶斯理论，构建储层参数反演的目标函数；(3)使用高斯‑牛顿法推导储层参数的反演方程；(4)推导时移AVO联合反演方程；(5)给定初始模型，进行迭代计算。根据本发明，可以稳定、准确地反演得到时移之前的储层参数以及时移前后的储层参数变化。本发明的优势有：使用基于Biot理论的纵波反射系数方程，可以更加准确地描述储层的地震反射特征；使用贝叶斯理论构建反演的目标函数，并且添加模型约束项补偿低频信息，反演更加稳定；使用高斯‑牛顿法将非线性问题线性化，便于实现，计算效率高。

摘要： 一种地层岩石Biot系数的校正方法，首先分别获取原状地层岩样和水化后岩样的电阻率、密度和声波时差，再建立原状地层和浸泡水化后地层的刚度系数，得到刚度系数改变量并建立改变量与电阻率改变量的关系式；其次建立现场测井资料计算水化后地层刚度系数公式，进而得到水化校正后的原状地层弹性刚度系数；在此基础上，得到垂直、水平两个方向Biot系数的剖面。利用本发明方法最终得到的地层岩石Biot系数可以完全能够反映出原状地层的真实情况。

摘要： 本发明提出一种修正的Biot复合材料频变阻尼行为预测方法，涉及复合材料领域。本发明通过在现有的Biot模型基础上并联一个阻尼微振子来修正Biot模型，对待预测的树脂基复合材料进行DMA实验，根据实验结果建立一个目标优化模型，对模型求解，确定修正的Biot模型的各参数值，最终得到该树脂基复合材料在对应不同激励频率下的储能模量、耗能模量和损耗因子。本发明针对树脂基复合材料的阻尼预测精度比现有的积分型阻尼模型高，便于计算，有较高的应用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于Biot理论的贝叶斯时移AVO反演方法及系统，该方法包括以下步骤：(1)基于Biot理论，构建地震记录与储层参数之间的关系；(2)基于贝叶斯理论，构建储层参数反演的目标函数；(3)使用高斯‑牛顿法推导储层参数的反演方程；(4)推导时移AVO联合反演方程；(5)给定初始模型，进行迭代计算。根据本发明，可以稳定、准确地反演得到时移之前的储层参数以及时移前后的储层参数变化。本发明的优势有：使用基于Biot理论的纵波反射系数方程，可以更加准确地描述储层的地震反射特征；使用贝叶斯理论构建反演的目标函数，并且添加模型约束项补偿低频信息，反演更加稳定；使用高斯‑牛顿法将非线性问题线性化，便于实现，计算效率高。

摘要： 本发明提供了一种测量水泥石Biot系数的试验方法，包括：步骤S1：将饱水状态下的水泥石样品放入容器中，以使容器包裹在水泥石样品的外侧，其中，容器采用柔性材料制成；步骤S2：将压力装置与容器的一端连通，以用于控制水泥石样品的孔隙中的水压；步骤S3：对水泥石样品加载不同的围压以获取水泥石样品的第一应力应变曲线，并根据第一应力应变曲线计算水泥石样品的体积模量K；步骤S4：在对水泥石样品加载围压不变的情况下，对水泥石样品的孔隙中的水施加不同的压力以获取水泥石样品的第二应力应变曲线；步骤S5：根据体积模量K和第二应力应变曲线获取水泥石样品的Biot系数。本发明的试验方法解决了现有技术中的测量水泥石Biot系数的试验方法复杂的问题。

摘要： 本申请涉及Biot模型的时间并行计算方法、装置、电子设备和存储介质。所述时间并行计算方法包括如下步骤：S11、对Biot模型进行离散，获得Biot模型的矩阵表达式；S12、设计出Biot模型离散后的矩阵对应的舒尔补型预处理矩阵；S13、对所述预处理矩阵进行近似替换，得到其近似矩阵；S14、按照先时间步循环再迭代步循环的方式进行求解，采用与迭代步数相对应的多个进程分别在每个迭代步上执行所有时间步的计算，且每个进程只计算一次时间步循环，从而实现迭代步之间的并行计算。与现有的算法相比，本申请的时间并行计算方法简单且计算效率高。

摘要： 本发明公开了一种确定应力相关岩石动态Biot系数的方法。本发明基于多个围压下的孔隙度、纵横波波速，获取了不同围压下Biot系数及其与围压的动态关系，实现了应力相关岩石动态Biot系数的测定。本发明具有结果可靠、操作便捷、经济高效、适用性广的特点。本发明为地层弹性能量分析、地应力评价、井壁稳定性评价、压裂设计优化以及油气井产能动态分析等提供了关键基础参数，对推动油气勘探开发系列技术发展具有积极意义。

摘要： 一种地层岩石Biot系数的校正方法，首先分别获取原状地层岩样和水化后岩样的电阻率、密度和声波时差，再建立原状地层和浸泡水化后地层的刚度系数，得到刚度系数改变量并建立改变量与电阻率改变量的关系式；其次建立现场测井资料计算水化后地层刚度系数公式，进而得到水化校正后的原状地层弹性刚度系数；在此基础上，得到垂直、水平两个方向Biot系数的剖面。利用本发明方法最终得到的地层岩石Biot系数可以完全能够反映出原状地层的真实情况。

摘要： 本发明属于岩石物理学技术领域，公开了一种考虑多影响因素的定量计算岩石Biot系数方法，包括：根据常规测井曲线，确定测井点对应深度下的饱和岩石体积模量和孔隙混合流体等效体积模量，并利用自适应基质矿物模量反演理论，确定测井点对应的岩石基质矿物体积模量，再计算表征岩石孔隙结构的综合孔隙构参数，最后计算考虑多影响因素的定量岩石Biot系数。本发明所提出的Biot系数表达式，提高了估算Biot系数的准确度，且没有岩性限制，提高了该计算表达式的通用性。

摘要： 本发明提出一种修正的Biot复合材料频变阻尼行为预测方法，涉及复合材料领域。本发明通过在现有的Biot模型基础上并联一个阻尼微振子来修正Biot模型，对待预测的树脂基复合材料进行DMA实验，根据实验结果建立一个目标优化模型，对模型求解，确定修正的Biot模型的各参数值，最终得到该树脂基复合材料在对应不同激励频率下的储能模量、耗能模量和损耗因子。本发明针对树脂基复合材料的阻尼预测精度比现有的积分型阻尼模型高，便于计算，有较高的应用价值。