文一：

https://doi.org/10.1088/1361-651X/abbfb9

利用近场动力学分析纳米复合粘结含能材料在低速冲击载荷下考虑摩擦生热的细观应变和损伤传感

聚合物粘结炸药中热点的形成会导致含能材料的热分解和起爆。在本研究中，在细观尺度上使用一个摩擦生热模型，以评估低速冲击载荷下形成热点的可能性。摩擦生热机制主要取决于含能材料内部微结构损伤的形成和扩展。通过在含能粘结剂中加入压阻性碳纳米管网络，作为内嵌的应变和损伤传感器，可以考虑在细观尺度上监测损伤的形成和增长。针对低速冲击荷载作用下含能材料的微观结构，提出了一种多物理耦合的热-电-力近场动力学框架。该耦合框架允许利用压阻传感来评估撞击引起的行波，利用损伤传感来评估损伤的增长，以及可能形成的热点。该传感机制已被证明在出现大的损伤扩展前，其能够捕捉到微结构内不同位置的压缩机械波的存在。本文观察到热点的发展高度依赖于撞击能量。较高的撞击能量会导致更多的微结构损伤，从而为摩擦提供更多的损伤表面。冲击能越高，滑动损伤面的相对速度越大，摩擦热越大。随着撞击能量的增加，该模型还预测了更多的传感和损伤，从而支持使用碳纳米管来评估损伤增长和随后的热点形成。

图：a）模型炸药的X光断层摄影图像切片生成的微纳米复合材料粘结炸药微结构的真实RVE，（b）静电边界条件作用于选定的RVE来建立RVE内不同区域的应变和损伤感应机制。

图：（a）用位移与时间的关系图描述了在RVE顶部的冲击载荷模拟的速度边界条件，（b）同一曲线的局部图，以更好的描述冲击加载的时间框架。

图：冲击速度为10m/s的情形下局部应变ε_{yy}图，a) 初始时间t=0s，b) 时间t=7.26x10^{-7}s对应于位移加载的末端，c) t=1.31x10^{-6}在波反射过程中，d) t=1.74x10^{-6}为第一次波反射完成后。

图：（a）20m/s的冲击载荷下最后时刻的局部损伤云图，（b）20m/s的冲击载荷下最后时刻的局部温度云图，（c）50m/s的冲击载荷下最后时刻的局部损伤云图，（d）50m/s的冲击载荷下最后时刻的局部温度云图。

文二：

https://doi.org/10.1007/s42102-020-00044-9

近场动力学分析功能梯度的铁木辛柯梁

本文提出了一种新的近场动力学模型用于分析功能梯度的铁木辛柯梁。将欧拉-拉格朗日方程与泰勒展开相结合，得到了近场动力学公式的控制方程。作者们通过考虑不同边界条件，包括一端铰支且另一端滑动支撑、一端固支且另一端滑动支撑以及一端固支且另一端自由的边界条件，来验证所提出的铁木辛柯梁公式。最后，本文将近场动力学的模拟结果与有限元模拟结果进行了比较。比较表明：沿着梁方向的横向位移、旋转和轴向位移结果都具有很好的一致性。

图：左端固定右端滑动支撑的铁木辛柯梁。

图：PD和FE的结果对比：（a）横向位移，（b）旋转，（c）轴向位移。

文三：

https://doi.org/10.1002/nme.6555

带体积惩罚项的谱方法用于非线性近场动力学模型

近场动力学方程包含一个关于时间的二阶积分微分方程，这是为了在非局部连续力学的情况下模拟破坏和损伤。本文研究了数值方法计算一维非线性近场动力学问题。特别地，文中将频谱傅里叶技术用于空间域的计算，同时将使用Störmer-Verlet方法进行时间离散。文中采用体积惩罚方法以解决由于谱分解技术带来的周期域的限制。通过对空间离散和体积惩罚的收敛性研究，作者们验证了此方法的性能。同时，作者们还进行了一些测试以研究解的性质。

图：关于δ=0.1，0.05，0.01时初始条件和解的演变，模拟的参数分别为N=6284, Δx=10^{-3}, Δt=10^{-4}。

文四：

https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3027247

一种预处理快速配置方法用于凸区域上的线性非局部扩散模型

最近，有许多论文致力于为非局部扩散和近场动力学模型开发快速数值计算方法。然而，这些方法需要所求解的空间区域为矩形。为放宽此限制，在本文中，作者们通过采用体积惩罚的方法为凸区域中的静态线性非局部扩散模型开发出一种快速配置方法。在对系数矩阵结构分析的基础上，作者们通过在Krylov子空间迭代方法中加速矩阵-矢量乘法，提出了一种源于配置离散的线性系统快速求解技术。此技术有助于将Krylov子空间迭代的计算量从O（N^2）降低到到O（NlogN），并将系数矩阵的存储需求从O（N^2）降低到O（N），而无需任何有损压缩，其中N是未知数。此外，在这项工作中还提供了一个有效的预处理器，以加速Krylov子空间迭代方法的收敛速度。数值实验表明了该方法的适用性。

图：上图（a）显示了s=3/8时的高斯消去法（Gauss）、共轭梯度平方法（CGS）、快速共轭梯度平方法（FCGS）、预处理的快速共轭梯度平方法（PFCGS）花费的CPU时间，下图（b）显示了s=3/8时的FCGS和PFCGS花费的CPU时间。

文五：

https://doi.org/10.1007/s42102-020-00041-y

一个多线程方法来组装线性化键基近场动力学拟静态解法的稀疏整体刚度矩阵

近场动力学一般用于获得裂纹扩展问题的动态解，该问题涉及裂纹萌生、裂纹分叉和通常的快速断裂。最常用的是相对直接的显式时间步方法。准静态问题的解可以采用应用于动态运动方程的自适应动态松弛方法或能量最小化方法获得；或者针对线性化近场动力学情况，可以通过求解线性方程组来得到隐式解。采用线性方程组直接求解的方法是有用的，因为它的实现过程相对直接并且不需要多次迭代。然而，存储整体刚度矩阵所需的内存与自由度数成二次方关系。例如，在二维问题中，当使用双精度计算时，标称尺寸大小的网格（例如10000个粒子）就需要近3GB的内存。本文提出了详细的算法，利用坐标和邻域信息直接生成求解近场动力学系统方程组所需的稀疏矩阵，以进行准静态模拟。该算法首先在MATLAB中建立原型，通过与组装整体刚度矩阵的相应算法进行比较，验证了刚度矩阵和解的正确性。这些算法也是用运行在多个线程上的C++代码实现的，通过问题规模、近场域半径以及使用的线程数来评估性能。作者们比较了具有静态裂纹和扩展裂纹的两个问题的性能和解，并与用更传统的方法得到的解进行了比较。结果表明，同时利用多线程和稀疏矩阵存储可以在内存和性能方面获得巨大的计算增益。

图：组装稀疏刚度矩阵(val)和列索引向量(col_ind)的多线程程序框架示意图。

图：单位正方形上位移边界拉伸试验的示意图。

图：20x20个粒子的单轴拉伸试验的（a）x方向位移和（b）y方向位移。

图：(a) 变影响域尺寸下10201个粒子的计算时间，（b）直接稀疏求解（DSS）和自适应动态松弛（ADR）的加速效果。

文六：

http://www.cqvip.com/qk/94559x/202004/7102714958.html

基于改进型近场动力学方法的复合材料单向板变形与破坏分析

针对复合材料单向板的变形与破坏问题,采用经典的键型近场动力学理论进行建模分析,利用基体键与纤维键描述单向板宏观各向异性,同时在基体键中引入反映长程力尺寸效应的核函数修正项改进近场动力学本构模型,构建相应的准静态数值求解体系。使用传统近场动力学模型与改进型近场动力学模型对单轴拉伸单向板变形进行定量计算,二者所得计算结果较理论解相对误差分别为3.5%和1.7% ,表明改进型近场动力学模型具有更高的定量计算精度。开展含不同角度中心裂纹单向板单轴拉伸破坏试验与数值模拟,二者所得单向板最终破坏形式与破坏特点均吻合,表明当前模型与方法能够有效处理单向板的破坏问题。最后对纤维角度为0°单向板的拉伸破坏过程展开模拟分析,结果表明单向板在前期主要出现基体开裂,当裂纹扩展至夹持区域后,结构出现纤维断裂,最终形成贯穿整个结构的断面导致单向板发生破坏。

图：单向板拉伸试样。