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第32卷第1期
塑性与物种扩散耦合的建模框架

M.S.Joshaghani先生&K.B.Nakshatrala公司

Commun公司。计算。物理。,32(2022),第83-125页。

在线发布:2022-07

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  • 摘要

本文提出了一个建模框架——数学模型和计算框架,以研究塑料材料因存在而产生的响应以及寄主物质中化学物质的运输。这样的建模框架对锂离子电池、湿气等各种问题都很重要水泥材料中的扩散,金属中的氢扩散严重荷载-卸载状态下的土壤。数学模型包括文献中报道了由于化学物质的存在和传输,材料(弹性和塑性)特性如何变化的实验观察结果。此外,该模型还考虑了单向性(运输影响变形,但不影响变形反之亦然)以及变形和传输子问题之间的双向耦合。这个所得耦合方程不符合解析解;因此,我们提出获得数值解的稳健计算框架。考虑到流行的数值公式不会产生非负解框架使用基于优化的非负公式,该公式尊重物理约束(例如非负浓度)。为了完整性,我们还显示了负浓度的影响和传播,通常由当代运输解决者产生,进入变形和浓度的总体预测领域。值得注意的是,扩散过程的各向异性加剧了这些非物理破坏。通过典型的数值例子,我们讨论了浓度场影响降解固体的塑性变形。基于这些数值例子,我们还讨论了塑性区是如何因材料退化而扩展的。为了说明所建议的计算框架是如何执行的,我们报告了各种性能指标,如优化迭代和时间到解决方案。

  • AMS主题标题

74C05、74F25、74S05

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本文提出了一个建模框架——数学模型和计算框架,以研究塑料材料因存在而产生的响应以及寄主物质中化学物质的运输。这样的建模框架对锂离子电池、湿气等各种问题都很重要水泥材料中的扩散,金属中的氢扩散严重加载-卸载状态下的土壤。数学模型包括文献中报道了由于化学物质的存在和传输,材料(弹性和塑性)特性如何变化的实验观察结果。此外,该模型还考虑了单向性(运输影响变形,但不影响变形反之亦然)以及变形和传输子问题之间的双向耦合。这个所得耦合方程不符合解析解;因此,我们提出一个获得数值解的稳健计算框架。考虑到流行的数值公式不会产生非负解框架使用基于优化的非负公式,该公式尊重物理约束(例如非负浓度)。为了完整性,我们还显示了负浓度的影响和传播,通常由当代运输解决者产生,进入变形和浓度的总体预测领域。值得注意的是,扩散过程的各向异性加剧了这些非物理破坏。使用具有代表性的数值例子,我们讨论了浓度场影响降解固体的塑性变形。基于这些数值例子,我们还讨论了塑性区是如何因材料退化而扩展的。为了说明所建议的计算框架是如何执行的,我们报告了各种性能指标,如优化迭代和时间到解决方案。

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本文提出了一个建模框架——数学模型和计算框架,以研究塑料材料因存在而产生的响应以及寄主物质中化学物质的运输。这样的建模框架对锂离子电池、湿气等各种问题都很重要水泥材料中的扩散,金属中的氢扩散严重加载-卸载状态下的土壤。数学模型包括文献中报道了由于化学物质的存在和传输,材料(弹性和塑性)特性如何变化的实验观察结果。此外,该模型还考虑了单向性(运输影响变形,但不影响变形反之亦然)以及变形和传输子问题之间的双向耦合。这个所得耦合方程不符合解析解;因此,我们提出一个获得数值解的稳健计算框架。考虑到流行的数值公式不会产生非负解框架使用基于优化的非负公式,该公式尊重物理约束(例如非负浓度)。为了完整性,我们还显示了通常由当代传输解算器产生的负浓度对变形和浓度的总体预测的影响和传播领域。值得注意的是,扩散过程的各向异性加剧了这些非物理破坏。通过典型的数值例子,我们讨论了浓度场影响降解固体的塑性变形。基于这些数值例子,我们还讨论了塑性区是如何因材料退化而扩展的。为了说明所建议的计算框架是如何执行的,我们报告了各种性能指标,如优化迭代和解决时间。

M.S.Joshaghani和K.B.Nakshatrala。(2022). 塑性与物种扩散耦合的建模框架。计算物理中的通信.32(1).83-125.doi:10.4208/cicp。OA-2021-0198号
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