×

在GENERIC框架下大应变热粘弹性的保结构时空离散化。 (英语) Zbl 07865365号

小结:大应变热粘弹性在GENERIC框架内描述。为此,提出了耗散支架非弹性部分的新材料表示法。GENERIC的括号形式生成了大应变热粘弹性的控制方程,包括与非弹性变形相关的内部变量的非线性演化规律。通用形式主义有助于自由选择热力学变量。特别是,可以选择(i)内能密度,(ii)熵密度,或(iii)绝对温度作为热力学变量。提出了一种用于空间离散化的混合有限元方法,该方法保留了所得半离散演化方程的一般形式。GENERIC一致空间离散化使得结构保持时间步进方案的设计成为可能。时间上的中点类型离散化产生了三种备选方案。根据热力学变量的具体选择,这些方案被证明是部分结构保护的。除此之外,我们还发现,对中点型格式稍加修改就可以得到完全的结构保护格式。特别是,针对热力学变量的具体选择,设计了三种替代的能量-动量-熵一致方案。数值研究证实了理论结果,并阐明了新开发方案的数值稳定性。
{©2021作者。国际工程数值方法杂志由John Wiley&Sons Ltd.出版}

理学硕士:

74Sxx型 固体力学中的数值方法和其他方法
74 Hxx 固体力学中的动力学问题
8000万 热力学和传热学的基本方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 莱姆库勒B,ReichS。模拟哈密顿动力学。第14卷。马萨诸塞州剑桥:剑桥大学出版社;2004. ·Zbl 1069.65139号
[2] Hairer E、Lubich C、Wanner G。几何-数值积分。德国柏林:施普林格科技与商业媒体;2006. ·Zbl 1094.65125号
[3] 马斯登杰(MarsdenJE),RatiuTS。力学和对称导论。纽约州纽约市:斯普林格;1999. ·Zbl 0933.70003号
[4] LewAJ、MarsdenJE、OrtizM、WestM。变分积分器概述。有限元方法:20世纪70年代及以后。纽约州纽约市:斯普林格;2004:98‐115.
[5] 威斯敏斯特州拉尔斯。离散变分哈密顿力学。《物理与数学杂志》2006;39(19):5509‐5519. ·Zbl 1087.49027号
[6] 格林斯潘LaBuddeRA。运动方程数值积分的任意阶能量和动量守恒方法——I.单个粒子的运动。数字数学。1976;25:323‐346. ·Zbl 0364.65066号
[7] 格林斯潘LaBuddeRA。运动方程数值积分的任意阶能量和动量守恒方法-II。粒子系统的运动。数字数学。1976;26(4):1‐16. ·兹伯利0382.65031
[8] 冈萨雷斯。非线性弹性一般模型的精确能量动量守恒算法。计算方法应用机械工程2000;190(13‐14):1763‐1783. ·Zbl 1005.74075号
[9] BetschP公司。非线性结构动力学和柔性多体动力学中的结构保持积分器。第565卷。纽约州纽约市:斯普林格;2016. ·Zbl 1349.70008号
[10] GebhardtC、RomeroI、RolfesR。非线性力学系统的一种新的保守/耗散时间积分方案。计算力学。2020;65(2):405‐427. ·Zbl 1504.74080号
[11] MehrmannV,MorandinR。端口哈密顿广义系统的保结构离散化。论文发表于:2019年IEEE第58届决策与控制会议记录,法国尼斯;2019:6863‐6868; 电气与电子工程师协会。
[12] GroßM,BetschP。动态有限粘弹性的能量动量一致有限元离散。国际数值方法工程杂志2010;81(11):1341‐1386. ·邮编:1183.74280
[13] 康德·马丁斯、加西亚·奥登JC、罗梅罗。非线性粘弹性的能量一致时间积分。计算力学。2014;54(2):473‐488. ·兹比尔1398.74368
[14] ArmeroF,Zambrana‐RojasC。等容乘性塑性的体积守恒能量动量方案。计算方法应用机械工程2007;196(41‐44):4130‐4159. ·Zbl 1173.74395号
[15] 格罗·M。动态有限变形热粘弹性的高阶精确和能量动量一致离散[稳定性论文]。西根大学;2009.
[16] GroßM、BarteltM、BetschP。与连续介质动力学变分公式相关的非等温有限粘弹性连续介质的保结构时间积分。计算力学。2018;62(2):123‐150. http://dx.doi.org/10.1007/s00466‐017‐1489‐x·Zbl 1433.74106号 ·doi:10.1007/s00466‐017‐1489‐x
[17] GroßM,BetschP。用于经典非线性热弹性动力学的基于Galerkin的能量动量一致时间步长算法。数学计算模拟。2011;82(4):718‐770. ·Zbl 1317.74086号
[18] BadlyanAM、MaschkeBM、BeattieC、MehrmannV。开放物理系统:从通用到端口哈密顿系统;第1卷,2018:1‐8。arXiv预打印arXiv:180404064。
[19] GrmelaM,ØtingerHC。复杂流体的动力学和热力学。一般形式主义的发展。Phys Rev E.1997;56(6):6620‐6632.
[20] 厄廷格尔HC,GrmelaM。复杂流体的动力学和热力学。二、。一般形式主义的插图。Phys Rev E.1997;56(6):6633‐6655.
[21] 厄廷格尔HC。超越平衡热力学。新泽西州霍博肯:约翰·威利父子公司;2005
[22] 苏特尔姆,特沃特塔。从非平衡热力学的角度来看,有限各向异性弹性和材料框架差异。非牛顿流体力学杂志。2008;152(1‐3):45‐52. ·兹比尔1138.74007
[23] HütterM,SvendsenB。关于固体连续热力学模型作为非平衡可逆-不可逆耦合的一般方程的表述。J弹性。2011;104:357‐368. ·Zbl 1451.74025号
[24] HütterM,SvendsenB。粘塑性固体的热力学模型公式作为非平衡可逆-不可逆耦合的一般方程。Contin Mech Thermodyn公司。2012;24(3):211‐227. ·Zbl 1342.74046号
[25] 米尔基。使用GENERIC制定热弹性耗散材料行为。Contin Mech Thermodyn公司。2011;23(3):233‐256. ·Zbl 1272.74137号
[26] 罗梅罗伊。非线性热力系统的热力学一致时间步进算法。国际数值方法工程杂志2009;79(6):706‐732. ·Zbl 1171.80305号
[27] SimoJC,塔诺。非线性弹性动力学的离散能量动量法守恒算法。应用数学物理杂志。1992;43(5):757‐792. ·Zbl 0758.73001号
[28] BetschP,SteinmannP。时间有限元方法的守恒性质——第二部分:非线性弹性动力学的时间步进格式。国际数值方法工程杂志2001;50:1931‐1955. ·Zbl 1134.74402号
[29] KrügerM、GroßM、BetschP。非线性热粘弹性连续介质的能量熵一致时间步长格式。ZAMM‐J应用数学力学/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik。2016;96(2):141‐178.
[30] 罗梅罗伊。保持对称性和热力学定律的耦合问题的算法。第一部分:单片积分器及其在有限应变热弹性中的应用。计算方法应用机械工程2010;199(25‐28):1841‐1858. ·Zbl 1231.74471号
[31] 罗梅罗伊。保留对称性和热力学定律的耦合问题的算法。第二部分:分步法。计算方法应用机械工程2010;199(33‐36):2235‐2248. ·Zbl 1231.74472号
[32] 罗梅罗伊州加西亚·奥登JC。离散热粘弹性动力学的能量-熵-动量积分。欧洲机械与固体杂志。2012;32:76‐87. ·Zbl 1278.74166号
[33] Conde MartínS、BetschP、García OrdenJC。离散热弹性动力学的基于温度的热力学一致积分方案。通用非线性科学数字仿真。2016;32:63‐80.
[34] 康德·马丁斯。耦合光滑耗散问题的能量-熵-动量-时间积分方法【博士论文】。马德里政治大学(UPM);2016
[35] Portillo D、García OrdenJC、RomeroI。热力学中一般离散非光滑耗散问题的能量-熵-动量积分方案。国际J数字方法工程2017;112(7):776‐802.
[36] Conde MartínS,García OrdenJ。离散热粘弹性动力学的能量-熵-动量积分方法。计算结构。2017;181:3‐20.
[37] 厄廷格尔HC。通用积分器:热力学系统的结构保持时间积分。《非等温学杂志》。2018;43(2):89‐100.
[38] ShangX,ØtingerHC。基于可逆-不可逆分裂的耗散系统的结构保持积分器royalsocietypublishingorg.Royal Soc A.2020;476(2234). ·Zbl 1439.82069号
[39] SchieblM BetschP。有限应变热弹性初边值问题的基于GENERIC的公式和离散化。计算力学。2020;65(2):503‐531. ·Zbl 1486.74128号
[40] SchieblM BetschP。基于GENERIC形式的大应变热弹性的能量-动量-熵一致性数值方法。国际数字方法工程杂志2019;119(12):1216‐1244.
[41] 冈萨雷斯。时间积分和离散哈密顿系统。非线性科学杂志。1996;6(5):449‐467. ·Zbl 0866.58030号
[42] StuartAA GonzalezO。连续介质力学第一课程。马萨诸塞州剑桥:剑桥大学出版社;2008. ·Zbl 1143.74001号
[43] ReeseS、GovindjeeS。有限粘弹性理论和数值方面。国际J固体结构。1998;35(26‐27):3455‐3482. ·Zbl 0918.73028号
[44] 西多罗夫。具有中间构型的非线性粘弹性模型。机械杂志。1974;13(4):679‐713. ·兹比尔0321.73029
[45] ReeseS、GovindjeeS。橡胶类聚合物热粘弹性材料行为的理论和数值方面。机械时间相关材料。1998;1(4):357‐396.
[46] BuddayS、OvaertTC、HolzapfelGA、SteinmannP、KuhlE。大脑的五十种阴影:脑组织的力学测试和建模综述。第27卷。荷兰阿姆斯特丹:斯普林格;2019
[47] 休斯TJ。有限元方法:线性静态和动态有限元分析。纽约州纽约市:Courier Corporation;2003
[48] 古尔廷美。热力学和稳定性。拱比力学分析。1975;59(1):63‐96. ·Zbl 0341.73003号
[49] 哈特曼。关于Newton‐Raphson方法在非线性有限元分析中的应用的备注。计算力学。2005;36(2):100‐116. ·Zbl 1102.74040号
[50] 哈特曼·S·奈兹。一种在时间和空间上使用高阶格式的单片有限元方法,应用于有限应变热粘弹性。计算数学应用。2015;70(7):1457‐1480. ·Zbl 1443.74265号
[51] SchröderJ、LionA、JohnitzM。橡胶部件有限应变热粘弹性材料模型的推导和应用。瑞士查姆:施普林格国际出版公司;2019:325‐348.
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且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。