×

超弹性固体和正压流体的统一离散多符号拉格朗日公式。 (英语) Zbl 1506.37105号

总结:我们在拉格朗日描述中提出了二维和三维非线性弹性力学的几何变分离散化。我们构建的一个主要步骤是定义离散变形梯度和离散Cauchy-Green变形张量,这允许为无框架各向同性超弹性模型开发一般的离散几何设置。由此得到的离散框架与作者早些时候提出的流体多符号离散化完全相符。由于统一的离散设置,可以对流体在超弹性体表面碰撞和流动的耦合动力学进行几何变分离散。变分处理允许通过适当的惩罚项自然包含不可压缩和不可穿透约束。我们以正压流体在不可压缩橡胶状非线性模型上流动为例,在2D和3D中测试得到的积分器。

MSC公司:

2015年11月37日 动力系统的离散化方法和积分器(辛、变分、几何等)
37N15号 固体力学中的动力系统
37N10号 流体力学、海洋学和气象学中的动力系统
37千克58 无穷维哈密顿和拉格朗日系统的变分原理和方法
65页第10页 含辛积分器哈密顿系统的数值方法
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 安哥拉。;Yavari,A.,《不可压缩线性弹性力学的几何结构保护离散化方案》,计算。方法应用。机械。工程,259130-153(2013)·Zbl 1286.74017号 ·doi:10.1016/j.cma.2013.03.004
[2] Ariza,议员;Ortiz,M.,《晶体中的离散晶体弹性和离散位错》,Arch。定额。机械。分析。,178, 2, 149-226 (2005) ·兹比尔1115.74012 ·doi:10.1007/s00205-005-0391-4
[3] Cirak,F。;West,M.,显式有限元动力学的接触响应分解(DCR),国际期刊数值。方法。工程,64,1078-1110(2005)·Zbl 1122.74505号 ·doi:10.1002/nme.1400
[4] 科特特,G-H;Maitre,E。;Milcent,T.,不可压缩流体-结构相互作用的欧拉公式和水平集模型,ESAIM-Math。模型。数字。分析。,42, 3, 471-492 (2008) ·Zbl 1163.76040号 ·doi:10.1051/m2安:2008013
[5] 人口,F。;Gay-Balmaz,F。;Ratiu,TS,多辛变分积分器和空间/时间辛选择性,分析。申请。,14, 3, 341-391 (2014) ·Zbl 1338.65271号 ·doi:10.1142/S021953051500025
[6] 人口,F。;Gay-Balmaz,F。;Ratiu,TS,非光滑拉格朗日连续介质力学的多辛变分积分器,论坛数学。西格玛,4,e19,54p(2016)·Zbl 1416.65512号
[7] 人口,F。;Gay-Balmaz,F。;德斯布伦,M。;比率,TS;Alejandro,A.,弹性动力学无摩擦碰撞问题的多符号积分器,计算。方法应用。机械。工程,3151025-1052(2017)·Zbl 1439.74234号 ·doi:10.1016/j.cma.2016.11.011
[8] 人口,F。;Gay-Balmaz,F。;科比拉罗夫,M。;几何精确梁的Ratiu,TS,多辛李群变分积分器,({mathbb{R}}^3),Commun。非线性科学。数字。模拟。,19, 10, 3492-3512 (2014) ·Zbl 1473.70029号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2014.02.032
[9] Demoures,F.,Gay-Balmaz F.:带约束的正压和不可压流体模型的多辛变分积分器,提交(2021)arXiv:2102.10907·Zbl 1491.76054号
[10] Gay-Balmaz,F。;JE马斯登;Ratiu,TS,自由边界连续介质力学中的简化变分公式,J.非线性科学。,22, 4, 463-497 (2012) ·兹比尔1260.37031 ·doi:10.1007/s00332-012-9143-4
[11] Gotay,M.J.、Isenberg,J.、Marsden,J.E.、Montgomery,R.、Sniatycki,J.和Yasskin,P.B.:动量图和经典场。第一部分:协变场理论。(1997)arXiv:物理学/9801019
[12] 格洛温斯基,R。;平移,T-W;Périaux,JA,Lagrange乘子/虚拟域方法,用于运动刚体周围不可压缩粘性流的数值模拟:(i)刚体运动已知的情况,CR Acad。科学。巴黎,25,5361-9(1997)·Zbl 0885.76073号 ·doi:10.1016/S0764-4442(99)80376-0
[13] 希特,CW;Amsden,AA;Cook,JL,所有流速的任意拉格朗日-欧拉计算方法,J.Compute。物理。,135, 2, 203-216 (1997) ·Zbl 0938.76068号 ·doi:10.1006/jcph.1997.5702
[14] Hou,G。;Wang,J。;Layton,A.,《流体-结构相互作用的数值方法——综述》,Commun。计算。物理。,12, 2, 337-377 (2012) ·Zbl 1373.76001号 ·doi:10.4208/cicp.291210.290411s
[15] 卡姆林,K。;瑞士Rycroft;Nave,JC,有限应变弹性和流固相互作用的参考图技术,J.Mech。物理学。固体,60,11,1952-1969(2012)·doi:10.1016/j.jmps.2012.06.003
[16] Kanso,E。;JE马斯登;罗利,C。;Melli-Huber,J-H,完美流体中铰接体的运动,非线性科学杂志。,15, 255-289 (2005) ·Zbl 1181.76032号 ·doi:10.1007/s00332-004-0650-9
[17] 哈耶,A。;后藤,H。;Falahaty,H。;Shimizu,Y.,一种用于模拟不可压缩流体-弹性结构相互作用的增强型ISPH-SPH耦合方法,计算。物理学。社区。,232, 139-164 (2018) ·Zbl 07694794号 ·doi:10.1016/j.cpc.2018.05.012
[18] Lefrançois,E。;Boufflet,J-P,《流体-结构相互作用简介:活塞问题的应用》,SIAM Rev.,52,747-767(2010)·Zbl 1323.74027号 ·doi:10.1137/090758313
[19] 卢,A。;JE马斯登;奥尔蒂斯,M。;West,M.,异步变分积分器,Arch。理性力学。分析。,167, 2, 85-146 (2003) ·Zbl 1055.74041号 ·doi:10.1007/s00205-002-0212-y
[20] van Loon,R。;安德森,PD;范德沃斯,新芬党;Sherwin,SJ,可变形体的各种流体-结构相互作用方法的比较,计算。结构。,85, 11-14, 833-843 (2007) ·doi:10.1016/j.compstruc.2007.01.010
[21] Marsden,J.E.,Hughes,T.J.R.:弹性的数学基础。普伦蒂斯·霍尔(1983)·Zbl 0545.73031号
[22] JE马斯登;帕特里克,GW;Shkoller,S.,多辛几何,变分积分器和非线性偏微分方程,通信数学。物理。,199, 351-395 (1998) ·Zbl 0951.70002号 ·doi:10.1007/s002200050505
[23] JE马斯登;Pekarsky,S。;Shkoller,S。;West,M.,变分方法,多符号几何和连续介质力学,J.Geom。物理。,38, 253-284 (2001) ·Zbl 1007.74018号 ·doi:10.1016/S0393-0440(00)00066-8
[24] JE马斯登;West,M.,《离散力学与变分积分器》,《数值学报》。,10, 357-514 (2001) ·Zbl 1123.37327号 ·doi:10.1017/S096249290100006X号
[25] Mooney,M.,《大弹性变形理论》,J.Appl。物理。,11, 6, 582-592 (1940) ·doi:10.1063/1.1712836
[26] Nocedal,J.、Wright,S.J.:《数值优化》,《运营研究和金融工程中的Springer系列》,Springer(2006)·Zbl 1104.65059号
[27] 山核桃,CS;McQueen,DM,《心脏血流的三维计算方法i.将弹性纤维浸入粘性不可压缩流体中》,J.Comp。物理。,81, 372-405 (1989) ·Zbl 0668.76159号 ·doi:10.1016/0021-991(89)90213-1
[28] Peskin,CS,浸没边界法,数值学报。,11, 479-517 (2002) ·Zbl 1123.74309号 ·doi:10.1017/S0962492902000077
[29] Rivlin,RS,各向同性材料的大弹性变形。四、 一般理论的进一步发展,菲洛斯。事务处理。R.Soc.,A24I,6379-397(1948)·Zbl 0031.42602号
[30] Rivlin,RS,各向同性材料的大弹性变形。V.挠曲问题,程序。英国皇家学会。,A195,6463-473(1949年)·Zbl 0036.24901号
[31] Rivlin,RS,各向同性材料的大型碎屑变形。六、 扭转、剪切和弯曲理论的进一步结果,Philos。事务处理。R.Soc.,A242,6173-195(1949)·Zbl 0035.41503号
[32] Rockafellar,RT,拉格朗日乘数和最优化,SIAM Rev.,35,2,183-238(1993)·Zbl 0779.49024号 ·数字对象标识代码:10.1137/1035044
[33] Rockafellar,RT公司;Wets,RJ-B,变分分析,Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften(1998),柏林:Springer-Verlag,柏林·Zbl 0888.49001号
[34] Simo,JC;TA Laursen,涉及摩擦的接触问题的增广拉格朗日处理,计算。结构。,42, 1, 97-116 (1992) ·Zbl 0755.73085号 ·doi:10.1016/0045-7949(92)90540-G
[35] Yavari,A.,《弹性力学的几何离散化》,J.Math。物理。,49 (2008) ·Zbl 1153.81451号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.2830977
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。