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具有复杂表面纹理的高质量3D颗粒复合微观结构的自适应随机形态模拟和网格生成。 (英语) Zbl 1507.74255号

摘要:颗粒复合材料在工程和其他学科中具有广泛的潜在应用。精确建模其微观结构和快速生成有限元网格在研究许多微观力学现象和提高对潜在失效机制的理解方面起着至关重要的作用。由于它们具有极其复杂的多尺度内部结构,它们的微观结构的建模和网格划分通常仍然很困难。在这项工作中,我们提出了颗粒复合材料三维随机微观结构的表示、模拟和网格生成的计算框架和方法。为了实现这一目标,我们提出了一种多级多尺度方案,该方案可以在粗尺度和细尺度上捕获颗粒复合材料的多尺度结构。提出了一种基于热核平滑的桥接尺度方法,实现了粗尺度和细尺度的无缝连接。除了颗粒复合材料的微观结构建模外,我们还为具有复杂表面纹理的颗粒复合材料微观结构开发了一种基于曲率的自适应表面和体积网格生成算法。在实现了形态学和网格生成算法之后,给出了一系列数值算例来证明该方法的能力和潜力。

MSC公司:

74M25型 固体微观力学
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
74E30型 复合材料和混合物特性
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