Frequency Dependence of Physical Parameters of Microinhomogeneous Media. Space Statistics

Abstract
The diagram technique for calculation of the dynamic properties of an anisotropic media with randomly distributed inclusions (pores, cracks) is developed. Statistical description of inclusions is determined by distribution function dependent on five groups of parameters :- over coordinates; - over angles of orientation of shapes;- over angles of orientation of crystallographic axes;- over aspect ratio (in a case of ellipsoidal inclusions);- over types of phase of inclusions. Such statistical approach allows to take into consideration any type and order of correlation interactions between inclusions. The diagram series for an average Green function is (GF) constructed. The accurate summation of this series leads to a nonlinear dynamic equation for an average GF (Dyson equation). The kernel of this equation is a mass operator which depends on frequency and can be presented in a form of diagram series on accurate GF. The mass operator coincides with effective complex tensor of elasticity (or conductivity) in a local approximation. An expansion of effective dynamic elastic (transport) tensor on distribution functions of any order is obtained. It is shown that correlation between homogeneities can produce an effective elastic and transport parameters anisotropy. In correlation approximation the dispersion dependencies of the effective elastic constants are studied. Frequency dependencies of a coefficient anisotropy of the elastic properties as function of statistical distributed inclusions over coordinates (isotropic matrix and isotropic (spherical) inclusions) are obtained. La technique par diagrammes appliquée au calcul des propriétés dynamiques d'un milieu anisotrope ayant une distribution aléatoire d'inclusions (pores, fissures) est ici développée. La description statistique des inclusions est déterminée par une fonction de distribution reposant sur cinq groupes de paramètres : - les coordonnées, - les angles d'orientation des formes, - les angles d'orientation des axes cristallographiques, - les rapports de forme (dans le cas d'inclusions de forme ellipsoïdale), - les types de phase d'inclusions. Une telle approche statistique permet de prendre en compte tout type et tout ordre d'interaction de corrélation entre les inclusions. La série de diagrammes est construite pour une fonction de Green moyenne (GF). La sommation précise de cette série donne une équation dynamique non linéaire pour une GF moyenne (équation de Dyson). Le noyau de cette équation est un opérateur de masse qui dépend de la fréquence et peut être représenté sous forme de série de diagrammes sur une fonction précise GF. L'opérateur de masse coïncide avec le tenseur complexe réel d'élasticité (ou de conductivité) dans une approximation locale. On obtient un développement du tenseur élastique (de transport) dynamique effectif par rapport aux fonctions de distribution à tout ordre. Il est montré que la corrélation entre les homogénéités peut produire une anisotropie des paramètres effectifs élastiques et de transport. Dans l'approche de la corrélation, l'influence de la dispersion sur les constantes élastiques effectives est étudiée. La dépendance en fréquence d'un coefficient d'anisotropie élastique en fonction de la statistique de distribution spatiale des inclusions (matrice isotrope et inclusions isotropes sphériques) est ainsi obtenue