Computation of effective elastic moduli of rocks using hierarchical homogenization

均质化(气候) 外推法 弹性(物理) 计算 幂律 弹性模量 线弹性 缩放比例 周期边界条件 数学分析 数学 统计物理学 边值问题 算法 材料科学 物理 几何学 有限元法 复合材料 热力学 生物多样性 生态学 统计 生物
作者
Rasool Ahmad,Mingliang Liu,M. Ortíz,Tapan Mukerji,Wei Cai
出处
期刊:Journal of The Mechanics and Physics of Solids [Elsevier BV]
卷期号:174: 105268-105268 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.jmps.2023.105268
摘要

This work focuses on computing the homogenized elastic properties of rocks from 3D micro-computed-tomography (micro-CT) scanned images. The accurate computation of homogenized properties of rocks, archetypal random media, requires both resolution of intricate underlying microstructure and large field of view, resulting in huge micro-CT images. Homogenization entails solving the local elasticity problem computationally which can be prohibitively expensive for a huge image. To mitigate this problem, we use a renormalization method inspired scheme, the hierarchical homogenization method, where a large image is partitioned into smaller subimages. The individual subimages are separately homogenized using periodic boundary conditions, and then assembled into a much smaller intermediate image. The intermediate image is again homogenized, subject to the periodic boundary condition, to find the final homogenized elastic constant of the original image. An FFT-based elasticity solver is used to solve the associated periodic elasticity problem. The error in the homogenized elastic constant is empirically shown to follow a power law scaling with exponent −1 with respect to the subimage size across all five microstructures of rocks. We further show that the inclusion of surrounding materials during the homogenization of the small subimages reduces error in the final homogenized elastic moduli while still respecting the power law with the exponent of −1. This power law scaling is then exploited to determine a better approximation of the large heterogeneous microstructures based on Richardson extrapolation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CNYDNZB完成签到 ,获得积分10
刚刚
xxj完成签到 ,获得积分10
刚刚
芊芊完成签到 ,获得积分10
1秒前
yar应助bluesky采纳,获得10
1秒前
海人完成签到 ,获得积分10
2秒前
SY15732023811完成签到 ,获得积分10
4秒前
李建勋完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助一路芬芳采纳,获得10
4秒前
黄花完成签到 ,获得积分10
5秒前
刘珍荣完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
紫金之巅完成签到 ,获得积分10
6秒前
Gang完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
CYYDNDB完成签到 ,获得积分10
9秒前
粿粿一定行完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
战战完成签到,获得积分10
12秒前
xlk2222完成签到,获得积分10
15秒前
笨笨以莲完成签到,获得积分10
15秒前
YHX完成签到,获得积分10
16秒前
沐沐心完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
哭泣笑柳发布了新的文献求助10
18秒前
轻松白桃完成签到,获得积分10
18秒前
JasVe完成签到 ,获得积分10
21秒前
wakkkkk完成签到,获得积分10
21秒前
含蓄听南完成签到,获得积分10
21秒前
HH给HH的求助进行了留言
21秒前
芋你呀完成签到,获得积分10
22秒前
西蓝花香菜完成签到 ,获得积分10
22秒前
无花果应助兔子采纳,获得10
22秒前
请勿继续完成签到,获得积分10
24秒前
搞怪的婴完成签到,获得积分10
25秒前
Loooong完成签到,获得积分0
25秒前
27秒前
fuguier完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038184
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575908
关于积分的说明 11373872
捐赠科研通 3305715
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892662
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022