Optimal Random Packing of Spheres and Extremal Effective Conductivity

2021

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/sym13061063
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

A close relation between the optimal packing of spheres in Rd and minimal energy E (effective conductivity) of composites with ideally conducting spherical inclusions is established. The location of inclusions of the optimal-design problem yields the optimal packing of inclusions. The geometrical-packing and physical-conductivity problems are stated in a periodic toroidal d-dimensional space with an arbitrarily fixed number n of nonoverlapping spheres per periodicity cell. Energy E depends on Voronoi tessellation (Delaunay graph) associated with the centers of spheres ak (k=1,2,…,n). All Delaunay graphs are divided into classes of isomorphic periodic graphs. For any fixed n, the number of such classes is finite. Energy E is estimated in the framework of structural approximations and reduced to the study of an elementary function of n variables. The minimum of E over locations of spheres is attained at the optimal packing within a fixed class of graphs. The optimal-packing location is unique within a fixed class up to translations and can be found from linear algebraic equations. Such an approach is useful for random optimal packing where an initial location of balls is randomly chosen; hence, a class of graphs is fixed and can dynamically change following prescribed packing rules. A finite algorithm for any fixed n is constructed to determine the optimal random packing of spheres in Rd.