×

使用广义多尺度有限元法建立Cosserat弹性的广义宏观模型。 (英语) Zbl 07525167号

摘要:在本文中,我们针对非均匀Cosserat介质开发了一种无尺度分离和高对比度的多尺度计算方法。Cosserat介质在许多应用中被用来描述粒子具有旋转自由度的材料。许多以前的研究发现在存在异质性的情况下调查Cosserat培养基。针对尺度分离问题,例如周期性问题,已经开发了包括均匀化和数值均匀化的方法。在这些方法中,导出了宏观模型,表明根据Cosserat内禀长度尺度,所得方程可以是Cauchy介质或Cosserat-介质。在本文中,我们考虑无尺度分离的Cosserat介质的计算宏观模型。我们使用广义多尺度有限元方法(GMsFEM)在粗略计算网格上推导出一个宏观模型,该模型无法解决小尺度和对比度问题。在这种方法中,使用多个宏观基函数来描述小尺度。得到的宏观模型与多连续模型相似,因为它在每个宏观点(或网格)包含多个宏观参数。我们给出了不同非均匀介质类型的数值结果。我们的数值结果表明,使用几个多尺度基函数(即宏观参数),我们可以获得很好的精度。

MSC公司:

65新元 偏微分方程边值问题的数值方法
74Sxx型 固体力学中的数值方法和其他方法
74季度xx 均匀化,固体力学中有效性能的测定
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 詹姆斯·D·李(James D.Lee)。;Cemal Eringen,A.,近晶液晶连续体理论,化学杂志。物理。,第58页,第10页,第4203-4211页(1973年5月)
[2] Besdo,D.,平面无摩擦块系统的非弹性行为,描述为Cosserat介质,Arch。机械。,37, 6, 603-619 (1985) ·Zbl 0593.73100号
[3] Onck,Patrick R.,《细胞固体的Cosserat建模》,C.R.MéC。,330, 11, 717-722 (2002) ·Zbl 1177.74318号
[4] 李锡奎;王增辉;梁元波;段庆林,颗粒材料二阶计算均匀化中的混合FEM-可压溃DEM嵌套格式,国际地质力学杂志。,16,5,文章C4016004第(2016)页
[5] Lagerwall,Jan P.F。;Giusy Scalia,《液晶研究的新时代:液晶在软物质纳米、生物和微技术中的应用》,Curr。申请。物理。,12, 6, 1387-1412 (2012)
[6] de Gennes,Pierre-Gilles,《颗粒物质:初步观点》,修订版。物理。,71、2、S374(1999)
[7] Gibson,L.J.,《细胞固体》,马特。Res.Soc.公牛。,28, 4, 270-274 (2003)
[8] 塞缪尔·福雷斯特(Samuel Forest);弗朗西斯·普拉德尔(Francis Pradel);Sab,Karam,非均匀Cosserat介质的渐近分析,国际固体结构杂志。,38, 26, 4585-4608 (2001) ·Zbl 1033.74038号
[9] 库兹涅佐娃,V.G。;Geers,Marc G.D。;Brekelmans,W.A.M.,《多相材料的多尺度二阶计算均匀化:嵌套有限元求解策略》,计算。方法应用。机械。工程,193,48-51,5525-5550(2004)·Zbl 1112.74469号
[10] Chang,Ching S。;Kuhn,Matthew R.,《颗粒介质中的虚功和应力》,国际固体结构杂志。,42, 13, 3773-3793 (2005) ·兹比尔1119.74341
[11] 李锡奎;刘启鹏;张俊波,离散颗粒组装的微观均匀化方法——颗粒材料的Cosserat连续模型,国际固体结构杂志。,47, 2, 291-303 (2010) ·Zbl 1183.74042号
[12] 李锡奎;张俊波;张雪,梯度增强Cosserat介质的微观均匀化,欧洲力学杂志。A、 固体,30,3,362-372(2011)·Zbl 1278.74141号
[13] 森林,S。;Sab,K.,Cosserat异质材料整体建模,机械。Res.Commun.公司。,25, 4, 449-454 (1998) ·Zbl 0949.74054号
[14] 塞缪尔·福雷斯特(Samuel Forest);雷米·登迪维尔;Canova,Gilles R.,估算非均质Cosserat材料的整体性能,模型。模拟。马特。科学。工程师,7,5,829(1999)
[15] 袁熙;Tomita,Yoshihiro,具有周期性微观结构的Cosserat复合材料的有效性能,机械。Res.Commun.公司。,28, 3, 265-270 (2001) ·Zbl 0978.74532号
[16] 谢兆谦;张洪武,周期非均匀Cosserat材料力学分析的一种新的多尺度有限元方法,国际多尺度计算杂志。工程,11,4(2013)
[17] 科塞拉特,尤金;Cosserat、François、Theorye des corps déformables(1909)、A.Hermann et fils
[18] 叶尔钦·伊芬迪耶夫;胡安·加维斯(Juan Galvis);Hou,Thomas Y.,广义多尺度有限元方法(GMsFEM),J.Compute。物理。,251, 116-135 (2013) ·Zbl 1349.65617号
[19] Eric T.Chung。;叶尔钦·伊芬迪耶夫;Fu,Shubin,弹性方程的广义多尺度有限元法,GEM Int.J.Geomath。,5, 2, 225-254 (2014) ·Zbl 1307.74064号
[20] 叶尔钦·伊芬迪耶夫;胡安·加维斯(Juan Galvis);李广联;Michael Presho,《广义多尺度有限元方法:过采样策略》,国际多尺度计算杂志。工程,12,6(2014)·Zbl 1388.65146号
[21] 高凯;傅树斌;理查德·吉布森(Richard L.Gibson)。;Eric T.Chung。;Efendiev,Yalchin,弹性波在非均匀各向异性介质中传播的广义多尺度有限元法(GMsFEM),J.Compute。物理。,295, 161-188 (2015) ·兹比尔1349.74322
[22] Eric T.Chung。;叶尔钦·伊芬迪耶夫;李广联;Vasilyeva,Maria,多孔非均匀区域问题的广义多尺度有限元方法,应用。分析。,95, 10, 2254-2279 (2016) ·Zbl 1457.65189号
[23] Eric T.Chung。;叶尔钦·伊芬迪耶夫;Lee,Chak Shing,混合广义多尺度有限元方法及其应用,多尺度模型。模拟。,13, 1, 338-366 (2015) ·Zbl 1317.65204号
[24] 亚历克赛·提利金;玛丽亚·瓦西里耶娃(Maria Vasilyeva);丹尼斯·斯皮里多诺夫;Chung,Eric T.,多连续介质中孔隙弹性问题的广义多尺度有限元法,J.Compute。申请。数学。,374,第112783条pp.(2020)·Zbl 1433.74111号
[25] Boris Chetverushkin;Eric Chung;叶尔钦·伊芬迪耶夫;Pun、Sai-Mang;张泽成,拟气体动力学方程的计算多尺度方法,J.Compute。物理。,440,第110352条pp.(2021)·Zbl 07512361号
[26] Eric T.Chung。;叶尔钦·伊芬迪耶夫;梁达荣;玛丽亚·瓦西里耶娃(Maria Vasilyeva);Wang,Yating,非均质裂隙介质中流动的非对数多连续尺度放大,J.Compute。物理。,372, 22-34 (2018) ·Zbl 1415.76449号
[27] 普罗维达斯,E。;Kattis,M.A.,平面Cosserat弹性有限元法,计算。结构。,80, 27-30, 2059-2069 (2002)
[28] Cemal Eringen,A.,《微极弹性线性理论》,J.Math。机械。,909-923 (1966) ·Zbl 0145.21302号
[29] 拉瓦切克,伊凡;Hlaváček,Miroslav,关于耦合应力线性弹性理论中解的存在唯一性和一些变分原理。一: Cosserat连续体,Apl。材料,14,5,387-410(1969)·Zbl 0195.27003号
[30] 杜瓦特,G.,Elasticitélinéaire avec couples de containts。Théorémes d’existence,J.Mec。巴黎,9325-333(1970)·Zbl 0233.73028号
[31] Iešan,D.,微极弹性静力学中的存在定理,国际工程科学杂志。,9, 1, 59-78 (1971) ·兹比尔0218.73003
[32] Gheorghita,V.,《关于Cosserat弹性线性理论解的存在性和唯一性》,I,Arch。机械。斯托索。,26, 5, 933-938 (1974) ·Zbl 0297.73009号
[33] V.Gheorghita等人,《关于Cosserat弹性线性理论解的存在性和唯一性》,第二期,1977年·Zbl 0356.73016号
[34] 阿特罗申科,埃琳娜;Bordas,Stéphane P.A.,平面Cosserat弹性断裂的基本解和双边界元方法,Proc。R.Soc.A,数学。物理学。工程科学。,4712179,第20150216条pp.(2015)·Zbl 1371.74011号
[35] Puran N.Kaloni。;Ariman,Teoman,微极弹性中的应力集中效应,Z.Angew。数学。物理。,18, 1, 136-141 (1967)
[36] Logg,Anders;肯特·安德雷·马尔达尔;Wells,Garth N.,《用有限元法自动求解微分方程》(2012),Springer·Zbl 1247.65105号
[37] Geuzaine,C。;Remacle,J.-F.,Gmsh:一个具有内置预处理和后处理设施的三维有限元网格生成器,国际期刊Numer。方法工程,79,11,1309-1331(2009)·Zbl 1176.74181号
[38] 高蒂尔,R.D。;Jahsman,W.E.,《寻求微孔弹性常数》,J.Appl。机械。,42, 2, 369-374 (1975)
[39] Eric T.Chung。;叶尔钦·伊芬迪耶夫;Tat Leung,Wing,约束能量最小化广义多尺度有限元法,计算。方法应用。机械。工程,339298-319(2018)·Zbl 1440.65195号
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。