文一：

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123031

细观视角解读水化硅酸钙的结构、力学性能与损伤过程

水化硅酸钙（C-S-H）凝胶在很大程度上决定了混凝土的力学性能。然而，人们对C-S-H 凝胶的结构特征如何影响其力学性能依然知之甚少。因此，本文旨在对胶体 C-S-H 凝胶在细观尺度上的结构、力学性能和裂纹扩展进行研究。为此，作者们使用了巨正则蒙特卡罗方法来构建C-S-H 凝胶。其结构特征由孔径分布表示。随后，本文使用非局部近场动力学 (PD) 模型对C-S-H 凝胶试样进行单轴拉伸数值模拟试验。杨氏模量和拉伸强度可以通过模拟应力应变响应获得。模拟结果表明，强度和杨氏模量都随着填充率的增加呈指数增长，这与文献结果具有很好的一致性，揭示了PD方法在细观尺度C-S-H 凝胶力学性能研究中的可行性。

图：G-S-H胶体样品的巨正则蒙特卡罗（GCMC）填充，填充比例分别为：（a）0.2，（b）0.3，（c）0.4和（d）0.52。

图：η=0.52时C-S-H试样受到z方向单轴拉伸的应力应变响应曲线。

图：η=0.52时模拟的C-S-H试样的断裂模式，（a）对应上图的点A，（b）对应上图的点B，（c）对应上图的点C，（d）对应上图的点D。

图：填充比例分别为（a）0.2，（b）0.3，（c）0.4和（d）0.52时C-S-H试样的断裂模式。

文二：

https://doi.org/10.1007/s42102-021-00053-2

无网格近场动力学离散化与图拉普拉斯结合研究瞬态扩散问题

基于图拉普拉斯核的扩散过程公式最近已被用于解决具有绝热边界条件的线性瞬态传热问题，求解采用了基于谱的半解析方法。这种方法被称为“谱图”（SG）方法。在本文中，作者们展示了相应的近场动力学（PD）模型的无网格离散化，得到了能够允许作者们使用 SG方法中采用的半解析方法引入“图拉普拉斯PD”（GL-PD）来解决瞬态热扩散问题的图形结构。这种新的GL-PD 方法可以被视为具有无网格离散化的SG和PD之间的“耦合”。作者们讨论了GL-PD和 SG方法之间的异同。主要区别集中在校准和离散化程序方面。本文采用了一维热扩散算例凸显了SG 方法中基于谱的半解析方法与瞬态扩散问题的解决方案中常用的直接时间积分相比具有的局限性。随后，作者们提出拓展半解析方法来解决具有狄利克雷边界条件的瞬态扩散问题，其中采用一个较新的缩放和平方算法来计算非对称矩阵的矩阵指数。

图：含绝热裂纹板的算例设置。

图：t=0.5s时的温度分布，（左上）GL-PD，（右上）传统模型，（中间）相对误差。

文三：

https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2021.106413

一个受连续体动力学启发的近场动力学模型研究各项异性连续体的弹性、损伤和断裂

本文将线弹性各向同性的受连续体运动学启发的近场动力学（CPD）进一步推广到各向异性连续体的弹性、损伤和断裂行为研究中，重点研究 3D 横观各向同性和2D 正交各向异性体。作者们通过改变材料特性来表征各向异性，这些材料特性包括具有材料主轴方向的有限运动学单元的微模量、临界拉伸率和临界微势能等，并且这些特性的推导利用了八阶双傅里叶展开形式。本文严格证明了3D 情况下有限体积单元的体积微模量与其方向无关，这同样适用于2D情况下的面微模量。因此，以三个独立弹性模量表示的二维正交各向异性CPD公式和以四个独立弹性模量表示的3D横向各向同性CPD公式是不同的。通过将所得位移场与有限元分析的结果进行比较，本文评估了所提数值模型应用于弹性分析的准确性。作者们还对拉伸载荷作用下具有中心矩形孔的正交各向异性板进行了定量模拟，对正交各向异性板进行了偏心三点弯曲试验以及对皮质骨进行了紧凑拉伸试验，证明了所提模型能够描述各向异性材料的损伤和断裂行为。

图：含中心开孔的矩形正交各向异性薄板。

图：0°方向薄板的损伤扩展。

文四：

https://doi.org/10.1007/s42102-021-00054-1

复合材料层合板冲击损伤后受压过程的近场动力学建模

本研究针对层合板承受先冲击后压缩载荷两个阶段的力学响应过程提出了一种层合板冲击后压缩的近场动力学模拟。在第一阶段，作者们通过进行瞬态分析模拟了刚性冲击物冲击层合板导致基体破坏和分层破坏的运动过程。在冲击物回弹和由冲击导致的瞬态效应消失后，针对板内压缩加载导致的层合板进一步的损伤以及最终层合板结构破坏失效过程会进行额外时间步的模拟。近场动力学模型有效地捕捉到了冲击以及后续压缩加载过程直至最终破坏的变形场和破坏模式。近场动力学的模拟结果与实验中观测到的由于冲击作用及其后续压缩加载过程所导致的破坏模式一致。

图：受到冲击载荷和冲击后压缩的层合板。

图：近场动力学预测的失效载荷开始时的损伤云图，（a）顶视图，（b）底视图。

图：近场动力学预测的失效载荷后的损伤云图，（a）顶视图，（b）底视图。

文五：

https://doi.org/10.1007/s10915-021-01469-0

边界条件对于瞬态传热过程的近场动力学模型收敛性的影响

通常情况下，当近场域半径趋近于0时，基于近场动力学模型描述的瞬态传热问题收敛于基于偏微分方程描述的瞬态传热问题。然而，在不同方法施加边界条件过程中存在一些有趣的性质，即时空中一点处的经典解可以由一系列相对较大的近场域半径模型所得结果获得。本文中，一点高斯空间离散方法（即“无网格”近场动力学方法）以及特定边界条件的施加会引入一些近似值，作者们使用解析推导的近场动力学方法解释了它们是如何使m收敛曲线交汇在对应经典解的精确值处。由此本文得到了一种局部解的近似策略，当采用一系列相对较大的近场域半径时所得结果优于使用小近场域半径得到的解。作者们分析了这一特性在均质及非均质杆的瞬态热传导问题中的表现。作者们发现材料界面会影响一维非均质杆瞬态热传导问题中m收敛曲线的交点。

图：迪利克雷边界条件下FEM计算的沿一维非均质杆温度分布的时间演化，不同的材料相（具有高/橙色和低/蓝色扩散系数）显示在图的顶部。

图：t=2s时沿杆的不同位置（杆上标记为红色）的瞬态热传递近场动力学解的m收敛曲线，F相（蓝色）：（a）x=1.1875cm，（c）x=3.125cm，（e）x=5.0cm，（f）x=6.25cm；S相（橙色）：（b）x=2.75cm，接近界面处，（d）x=3.625cm，接近界面处；（g）x=8.125cm，（h）x=8.75cm，虚线对应的FEM计算的传统解，Δt=5x10^{-5}。

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近场动力学(PD)理论是国际上刚兴起的基于非局部作用思想建立的一整套力学理论体系，用空间积分方程代替偏微分方程用以描述物质的受力情况，从而避免了传统连续力学中的微分计算在遇到不连续问题时的奇异性，所以特别适用于模拟材料自发地断裂过程。然而，因为近场动力学的数学理论内容丰富且与传统理论差别较大，目前的相关文献又以英文表述为主，所以很多朋友在一开始学习时会遇到一些困难。因此，我于2016年9月建立了此微信公众号（近场动力学讨论班），希望通过自己的学习加上文献翻译和整理，降低新手学习近场动力学理论的入门门槛，分享国际上近场动力学的研究进展，从而聚集对近场动力学理论感兴趣的华人朋友，为推动近场动力学理论的发展做一点儿贡献！

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