Мейрманов А. М.
Метод двухмасштабной сходимости Нгуетсенга в задачах фильтрации и сейсмоакустики в упругих пористых средах

Рассматривается линейная система дифференциальных уравнений, описывающая совместное движение упругого пористого тела и жидкости, заполняющей поры. Исследуемая модель, несмотря на ее линейность, очень сложна, так как основные дифференциальные уравнения содержат под знаком производных недифференцируемые быстро осциллирующие малые и большие коэффициенты. На основе метода двухмасштабной сходимости Нгуетсенга предлагается строгий вывод усредненных уравнений (т. е. уравнений, не содержащих быстро осциллирующих коэффициентов), которыми, при различных комбинациях физических параметров задачи, будут уравнения пороупругости Био, система, состоящая из анизотропных уравнений Ламэ для твердой компоненты и уравнений акустики для жидкой компоненты, уравнения вязкоупругости или распадающаяся система, состоящая из уравнений фильтрации Дарси или уравнений акустики для жидкой компоненты (первое приближение) и анизотропных уравнений Ламэ для твердой компоненты (второе приближение).

Meirmanov A.
Nguetseng’s two-scale convergence method for filtration and seismic acoustic problems in elastic porous media

A linear system is considered of the differential equations describing a joint motion of an elastic porous body and a fluid occupying a porous space. The problem is linear but very hard to tackle since its main differential equations involve some (big and small) nonsmooth oscillatory coefficients. Rigorous justification under various conditions on the physical parameters is fulfilled for the homogenization procedures as the dimensionless size of pores vanishes, while the porous body is geometrically periodic. In result, we derive Biot’s equations of poroelasticity, the system consisting of the anisotropic Lame equations for the solid component and the acoustic equations for the fluid component, the equations of viscoelasticity, or the decoupled system consisting of Darcy’s system of filtration or the acoustic equations for the fluid component (first approximation) and the anisotropic Lamé equations for the solid component (second approximation) depending on the ratios between the physical parameters. The proofs are based on Nguetseng’s two-scale convergence method of homogenization in periodic structures.

Полный текст статьи / Full texts:

• PDF file (310 KB)
• PostScript file (1 MB)