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砂浆离散热机械接触问题的无雅可比牛顿-Krylov方法。 (英语) Zbl 1378.74065号

摘要:多体接触问题是多物理仿真领域中常见的问题。涉及热机械接触场景的应用也相当普遍。由于热膨胀可能会影响接触几何形状,从而改变被分析部件的热行为,因此这些问题的解决可能具有挑战性。本文探讨了轻水堆核燃料棒的一个简单模型,该燃料棒由密封在锆合金包壳管内的圆柱形二氧化铀燃料芯块组成。该管最初充满氦气,填充芯块和包壳管之间的间隙。燃料芯块和保护包壳之间间隙的传热准确建模对于理解燃料性能至关重要,包括包壳应力和辐照条件下的行为,这是影响燃料寿命的因素。
此处开发的热机械接触方法基于砂浆有限元法,其中拉格朗日乘子用于在参与界面处强制执行弱连续性约束。在这个公式中,热方程通过热膨胀项耦合到线性力学。拉格朗日乘子用于描述接触界面处热流密度和界面牵引力的连续性约束。所得到的非线性代数方程组以残差形式浇铸,用于求解瞬态问题。使用无雅可比的Newton-Krylov方法来提供耦合的热接触和热方程的完全耦合解。

MSC公司:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74M15型 接触固体力学
74F05型 固体力学中的热效应
82天75 核反应堆理论;中子输运
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全文: 内政部

参考文献:

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