体積変化率
$ J:=\det\bm F
変形勾配tensor$ \bm FのJacobian
現配置の微小体積と初期配置の微小体積要素の比と等しい
$ \left.\mathrm dv\right|_{\bm x=\bm\phi(\bm X,t)}=J\mathrm dV
名前が色々あるが、とりあえず『非線形有限要素法のための連続体力学(第2版)』に倣い「体積変化率」としておくtakker.icon
導出
$ \left.\mathrm dv\right|_{\bm x=\bm\phi(\bm X,t)}=((\bm\phi\overleftarrow\bm\nabla\cdot\mathrm d\bm X_0)\times(\bm\phi\overleftarrow\bm\nabla\cdot\mathrm d\bm X_1))\cdot (\bm\phi\overleftarrow\bm\nabla\cdot\mathrm d\bm X_2)ー①
$ =(\det\bm\phi\overleftarrow\bm\nabla)\mathrm dVー②
①から②で以下の関係を使った
$ ((\bm B\cdot\bm a)\times(\bm B\cdot\bm b))\cdot\bm B\cdot\bm c= \epsilon_{ijk}B_{il}B_{jm}B_{kn}a_lb_mc_n
適当な直線正規直交基底で成分表示した
$ = \epsilon_{ijk}\epsilon_{lmn}B_{i0}B_{j1}B_{k2}a_lb_mc_n
cf. Levi-Civita記号#6610c0c21280f00000e72ec2
$ = (\det\bm B)(\bm a\times\bm b)\cdot\bm c
#2024-04-05 08:36:42
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