On the application of genetic algorithms and gradient methods for problem of initial stress field reconstruction in poroelastic inhomogeneous column

Authors

  • Alexander A. Lyapin
  • Olga V. Rudenko
  • Yulia A. Svyatko

Abstract

Наличие полей предварительных напряжений в пористых структурах играет важную роль в процессе деформирования. Для достаточно точного описания динамического поведения пористой среды с учетом предварительных напряжений требуется соответствующая математическая модель. Одним из методов построения модели колебаний среды с учетом начального состояния является метод линеаризации. В представляемой статье построены уравнения продольных колебаний пороупругого неоднородного тела при наличии поля предварительных напряжений. Проанализировано влияние уровня предварительных напряжений и модуля Био на динамическое поведение среды. Изучена задача о восстановлении поля предварительных напряжений для пороупругой неоднородной колонны на основе генетического алгоритма и метода нелинейной оптимизации с применением современных пакетов численного моделирования. Проведен ряд численных экспериментов по реконструкции различных законов распределения поля предварительных напряжений описанными методами. Библиогр. 12 назв. Ил. 3.

Downloads

Download data is not yet available.

References

1. Kiani K., Avili H.Gh., Kojorian A.N. On the role of shear deformation in dynamic behavior of a fully saturated poroelastic beam traversed by a moving load // International Journal of Mechanical Sciences. 2015. Vol. 94. P. 84-95.

2. Дударев В.В., Ляпин А.А., Святко Ю.А. Реконструкция поля предварительных напряжений в неоднородной пороупругой среде // Экологический вестник научных центров ЧЭС. 2015. №3. С. 20-25.

3. Ватульян А.О., Ляпин А.А. Об обратных коэффициентных задачах пороупругости // Известия Академии наук. Механика твердого тела. 2013. №2. С. 114-121.

4. Liu G.R., Han X., Lam K.Y. A combined genetic algorithm and nonlinear least squares method for material characterization using elastic waves // Computer methods in applied mechanics and engineering. 2002. Vol. 191. P. 1909-1921.

5. Slota D. Using genetic algorithms for the determination of an heat transfer coefficient in three-phase inverse stefan problem // International Communications in Heat and Mass Transfer. 2008. Vol. 35. P. 149-156.

6. Vishnuvardhan J., Krishnamurthy C.V. Balasubramaniam K. Genetic algorithm reconstruction of orthotropic composite plate elastic constants from a single non-symmetric plane ultrasonic velocity data // Composites: Part B. Engineering. 2007. Vol. 38. P. 216-227.

7. Spranger K., Capelli C., Bosi G.M., Schievano S., Ventikos Y. Comparison and calibration of a real-time virtual stenting algorithm using finite element analysis and genetic algorithms // Computer methods in applied mechanics and engineering. 2015. Vol. 293. P. 462-480.

8. Kumar N.Ch., Matous K., Geubelle Ph.H. Reconstruction of periodic unit cells of multimodal random particulate composites using genetic algorithms // Computational Materials Science. 2008. Vol. 42. P. 352-367.

9. Хu L., Liu X., Liang L. A pore network model reconstruction method via genetic algorithm // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2014. Vol. 21. P. 907-914.

10. Biot M.A. Theory of propagation of acoustic waves in a fluid-saturated porous solid. Part II. Higher frequency range // J. Acoustic. Soc. Am. 1956. Vol. 28, N 2. P. 179-191.

11. Price K., Storm R. A simple and efficient adaptive scheme for global optimization over continuous spaces // Technical Report TR-95-012, ICSI. 1995.

12. Price K., Storm R., Lampinen J. Differential evolution: a practical approach to global optimization. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. 539 p.

Downloads

Published

2020-08-20

How to Cite

Lyapin, A. A., Rudenko, O. V. ., & Svyatko, Y. A. (2020). On the application of genetic algorithms and gradient methods for problem of initial stress field reconstruction in poroelastic inhomogeneous column. Vestnik of Saint Petersburg University. Mathematics. Mechanics. Astronomy, 3(3), 481–488. Retrieved from https://math-mech-astr-journal.spbu.ru/article/view/8694

Issue

Vol. 3 No. 3 (2016)

Section

Mechanics

License

Articles of "Vestnik of Saint Petersburg University. Mathematics. Mechanics. Astronomy" are open access distributed under the terms of the License Agreement with Saint Petersburg State University, which permits to the authors unrestricted distribution and self-archiving free of charge.