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结构基因力学(mechanics of structure genome, MSG)是一种针对各点异质各向异性结构,例如复合材料结构,的多尺度本构模拟方法。该方法将材料的微观结构与工程结构的宏观力学行为联系在一起,因而可以直接用于具有复杂微观结构的梁,板壳和三维实体结构的分析中。结构基因力学建立在变分渐近法的基础上,通过最小化各点异质各向异性结构与均质化后结构之间的信息损失来保证结果的精度。结构基因是该方法的一个重要概念,其包含了原结构的最少所有的必要本构信息,因此,结构基因力学在一些情况下可以通过低维结构(一维或二维)预测复合材料结构的三维力学行为,因此具有较高的计算效率。
结构基因力学中的实体模型可以看作一种用来求解各点异质各向异性材料和结构,例如复合材料,的等效特性的通用微观力学模型。根据原结构的具体特点,其等效特性可以通过一维,二维或三维结构基因求解,该模型已成功应用在求解一些复杂微观结构及边界条件的新型材料的等效性质中。结构基因力学中还包涵了板壳和梁模型,板桥模型可以用于较薄的结构,而梁模型可以用于细长的结构。对于板壳模型,结构基因根据具体情况可以是一维,二维或者三维,而对于梁模型,结构基因只能是二维或者三维。
基于结构基因力学的多尺度结构分析将原复杂结构的分析分解为三步。首先,根据原结构的特点选取合适的微观结构基因,进而进行均质化分析求解等效本构信息。然后,根据等效本构信息定义宏观均质结构的力学性质,再根据具体的荷载及边界条件进行结构分析。最后,根据宏观结构的结构响应,进行本构模拟中的局部化分析求解微观结构基因内的应力应变场。运用该方法,复杂复合结构的宏观响应与微观应力应变场均可以很好的预测。
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海底地磁条带(Seafloor magnetic striping)是指海底地球磁场的变化有如斑马的图案,呈条带分布(如图)。这是由于新洋壳从洋中脊溢出后,被当时地球磁场,磁化后形成的洋壳。因为地球磁极轴的反转,陆续形成的洋壳,有正负磁场相间的分布。因而形成斑马的图案。这也是证明海底扩张最有力的证据.。
从 1950 年代开始,Victor Vacquier 使用由第二次世界大战期间开发的空中探测器改装而成的磁力计来探测潜艇。开始侦察出海底的磁场有变化。 这不令人惊讶,因为海底的玄武岩含磁铁矿,会在局部扭曲罗盘读数。 冰岛水手早在 18 世纪后期,就认识到了这种现象。 但更重要的是,由于磁铁矿的存在赋予玄武岩可测量的磁性,而磁性的变化也提供研究深海床另一种方法。
从1950 年代后,当广阔的区域收集到海底磁场资料后,海底磁场成图就呈现出一种类似斑马的图案:一个条纹具有正常极性,而相邻的条纹具有相反的极性。 这些条纹被称为地海底地海底地磁条带,由 Ron G. Mason 及其同事于 1961 年发表,但没有对这些数据的解释
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* 数学与应用数学(应用数学和计算科学)
* 国际事务与国际关系(国际政治经济学)
昆山杜克大学目前开设了如下五个硕士研究生学位项目:
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