利用Laplace变换求解一维波动方程的定解问题

利用Laplace变换的一些重要性质,可以方便地求解某些偏微分方程的定解问题。以一维波动方程的定解问题为实例给出具体求解过程,并且总结了利用Laplace变换求定解问题时方程所满足的条件。     

积分变换在解微分方程中的应用

本文介绍了应用Laplace变换和Fourier变换求解常微分方程和偏微分方程的方法,得出了用Fourier变换求解微分方程必须先求出方程的Green函数的结论,最后用Laplace变换和Fourier变换求解弦振动方程,得出该类方程的一般解。     

层状横观各向同性饱和地基的三维Biot固结问题

首先引入状态向量，在直角坐标系下推导出横观各向同性饱和地基Biot固结问题的状态方程，然后基于laplace变化和双重Fourier变换，求解了状态方程，得到传递矩阵，进而利用传递矩阵，并结合饱和地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件，求解了层状横观各向同性饱和地基的Biot固结问题。     

层状粘弹性饱和土地基与基础和上部结构的共同作用

用子结构法将上部结构向边界凝聚 ,得上部结构的控制方程 .筏板的控制方程由薄板理论和虚位移原理得到 .利用层状粘弹性饱和土表面作用垂直载荷的基本解和筏板与地基的变形协调条件 ,可以得到筏板和地基相互作用的控制方程 .对上述控制方程进行 Laplace变换 ,得到变换域内的控制方程 .求解上述变换域内的方程并进行相应的逆变换 ,则可求解出共同作用问题 .     

Laplace变换的应用研究

利用Laplace（逆）变换及其具有的积分性质、微分性质、卷积性质,来求解一些特殊类型的无穷积分,并讨论了Laplace变换在求解微分方程（组）、积分方程中的应用.     

关于Laplace变换及其性质的应用研究

结合Laplace变换的定义和性质,列举了Laplace变换在求解微分方程、反常积分和积分方程中的应用,揭示了Laplace变换的应用技巧。     

半空间饱和土表面在简谐扭转荷载作用下的响应

分析了扭转荷载作用在半空间饱和土表面的稳态问题。本文假设扭转振动荷载为柱坐标内轴对称分布的剪应力,基于Biot的饱和土波动方程,利用Hankel变换对基本方程进行求解,结合Hankel变换后的边界条件,求出Hankel变换后的应力及位移,最后利用Hankel逆变换得出饱和土表面在扭转荷载作用下,土体内部的应力及位移。     

横观各向同性饱和半空间体上圆薄板的非轴对称振动

研究了横观各向同性饱和半空间地基上弹性圆板的非轴对称振动问题。首先利用Fourier展开和Hankel变换，给出了柱坐标下，横观各向同性饱和多孔介质Biot波动方程非轴对称形式的通解，然后按混合国突起一建立了饱和半空间地基上，弹性圆板非轴对称振动的对偶积分方程，并将对偶积分方程化为易于数值计算的第二类Fredholm积分方程，文本给出了算例。     

半无限域水平集中力作用下Biot固结基本解

应用Hankel变换和Laplace变换求解了半无限饱和土在水平集中力下Biot固结理论的基本解.数值计算结果表明,当t→∞时,所得结果与Mindlin解吻合.由此验证了本文推导的基本解的正确性.     

多级加载作用下竖井地基固结分析

利用Laplace变换的方法,给出了在任意多级加载作用下,并综合考虑了竖井地基的井阻和涂抹作用下频域内固结解。通过Laplace逆变换,结合具体算例对影响竖井地基固结的主要影响因素进行了详细分析,并与已有结果进行了比较。结果表明,利用本文方法对任意多级加载的情况可以方便求解,而且计算过程简单,计算速度快,精度高。     

非饱和土半空间表面在垂直集中力作用下的Lamb问题

以多孔介质混合物理论为基础,同时引入土体双变量本构关系,得到了非饱和土中的一组动力控制方程。利用Hankel积分变换方法,直接对频域内的波动方程进行求解,得到了轴对称情况下土体骨架位移及应力分量在变换域内的解。在此基础上研究了非饱和土半空间体在垂直集中力作用下的动力响应,给出了Lamb问题积分形式解。当不计土中水、气的存在时,上述结果退化到单相弹性半空间中的经典Lamb解。通过数值计算分析,进一步研究了各物理参数对地基动力响应的影响规律。     

弹性矩形悬臂中厚板弯曲问题积分变换解

利用二维有限域积分变换的方法推导出了矩形悬臂中厚板挠度的精确解.采用Mindlin三变量理论,直接对弹性矩形厚板控制方程进行二维有限域积分变换,将高阶偏微分方程组化为简单的线性方程组,从而在变换域内进行求解,然后进行相应的积分逆变换得到实际问题的精确解.其较叠加法、傅里叶级数法概念清晰,计算简便,而且在求解过程中不需要...     

垂直集中表面荷载作用下非饱和土半空间中的Lamb问题

以多孔介质混合物理论为基础,同时引入土体双变量本构关系,得到了非饱和土中的一组动力控制方程.利用Hankel积分变换方法,对频域内的轴对称问题进行了求解.在此基础上研究了非饱和土半空间体在垂直集中力作用下的动力响应,给出了Lamb问题的积分形式解.当不计土中水、气的存在时,上述结果退化到单相弹性半空间中的经典Lamb解.数值计算结果表明:激振频率、渗透系数对地表位移影响显著,随激振频率的升高或渗透系数的降低,近场地表位移幅值减小,但当渗透系数低于一定值时,地表位移基本不再随其变化;饱和度对地表位移的直接影响是饱和度升高时,地表位移幅值略有减小.     

非轴对称荷载下考虑流体流速的饱和土稳态动力响应

由于饱和土中流固耦合，饱和土的动力问题不但要考虑土骨架的运动，而且还要考虑流体的运动．对此，不忽略流体相对于土骨架运动的惯性项，应用Hankel积分变换方法，对Biot波动方程逐次解耦后直接求解得通解；根据通解和半空间内部或表面作用水平力时的边界条件和作用面上的连续条件，求得边值问题的解；对边值问题的解进行相应的Hankel逆变换，就可求得应力、应变、位移、孔压等．最后给出了Hankel逆变换的数值方法．     

基于解析方法的开裂水泥混凝土路面动力响应

水泥混凝土路面在使用过程中板底出现裂缝是一种常见的损坏形式.为分析影响水泥混凝土路面中板底裂缝扩展的主要因素,以断裂力学理论为基础,基于解析的方法对含裂缝水泥混凝土路面的动力响应进行研究.将水泥混凝土路面简化为Winkler 地基上的弹性板,通过Fourier积分变换和Laplace积分变换,将位移控制偏微分方程组转化为常微分方程组进行求解,引入位错密度函数并应用留数定理计算复杂积分,推导出奇异积分方程并获得路面动力响应的解析表达式.通过Lobatto-Chebyshev求积公式求解奇异积分方程,可以得到裂缝尖端应力强度因子的数值解.以工程实例计算结果为基础,分析影响水泥混凝土路面中板底裂缝向上扩展的主要因素.     

更一般形式的复杂对偶积分方程组的解法及其解在固 …

基于Ｔｉｔｃｈｍａｒｓｈ和Ｂｕｓｂｒｉｄｇｅ求解对偶积分方程的解法,进行研究改进和推广,应用于更一般形式的复杂对偶积分方程的求解。通过积分变换,把实数域上的这种方程组,化成复数域上的一般函数方程组,并由此给出一般性的形式解。经算例验证,解是真实解。本文提供的求解复杂对偶积分方程组的方法,可供求解复杂的数学、物理、工程力学中的混合边值问题的参考。     

横观各向同性层状饱和地基的轴对称二维Biot固结分析

从Biot基本固结方程出发,引入状态变量,构造了一组描述土体固结的等价状态变量微分方程.该方程组可利用Hankel-Laplace联合积分变换的方法进行求解,由此获得饱和土骨架位移、应力、孔隙水压力及渗流量的一般积分形式解.通过一个数值算例分析了横观各向同性层状饱和地基受荷载作用的固结性状.结果表明,固结速率随地基厚度的增加而减小,在无量纲地基厚度h>10时,其对地基固结特性的影响可略去.