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一种用于断裂前泄漏分析的热机械有限元工具。 (英语) Zbl 1352.74356号

小结:提出了一种新的有限元工具,该工具使用扩展有限元(XFEM)模拟裂纹泄漏。热通量和压力边界条件以跳跃项的形式施加在裂纹上。选择富集来模拟裂纹两端的强不连续性或弱不连续性,以及裂纹尖端的奇异性。对于热模型和力学模型,都可以获得极佳的收敛速度,其中的误差是相对于针对该特定问题导出的解析解进行计算的。还提出了一种更通用的温度近似值,该近似值不假设温度或热流通过裂纹的连续性。结果表明,这是一种稳健的建模方法,可用于模拟含有或不含泄漏流体的裂纹板的温度。然后进行热力模拟,以证明有限元法在分析核反应堆主管道泄漏率方面的适用性。流体方面选择了基于Henry-Fauske模型的两相流模型,并通过对流定律将其与结构耦合。裂缝闭合可将泄漏率降低40%。

MSC公司:

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
74F05型 固体力学中的热效应
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
76Txx型 多相多组分流动

软件:

XFEM公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Sharples,《压力容器泄漏前破裂评估方法和一些当前尚未解决的问题》,《国际压力容器和管道杂志》,第43页,第317页–(1990年)·doi:10.1016/0308-0161(90)90110-4
[2] R6:含缺陷结构完整性评估2012年技术报告
[3] Borst,饱和流体介质中任意裂纹的数值方法,应用力学档案75(10-12)pp 595–(2006)·Zbl 1168.74447号 ·doi:10.1007/s00419-006-0023-y
[4] Henry,喷嘴、节流孔和短管中单组分混合物的两相临界流,《传热杂志》93 pp 179–(1971)·数字对象标识代码:10.1115/1.3449782
[5] Taggart,《破裂前泄漏:支持新R6泄漏率评估指南的研究》,《压力容器技术期刊》130(1),第011402页–(2008)·doi:10.115/1.2826422
[6] Niklasch C Coudert L Heinfling G Hervouet C Masson B Herrmann N Stempniewski L钢筋混凝土墙SMiRT 18渗漏行为的数值研究
[7] Fritte,《两相临界流要闻》,《国际多相流杂志》3第1页–(1976年)·Zbl 0366.76080号 ·doi:10.1016/0301-9322(76)90030-6
[8] Belytschko,最小重网格有限元中的弹性裂纹扩展,国际工程数值方法杂志620(1998年7月),第601–(1999)页·Zbl 0943.74061号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(19990620)45:5<601::AID-NME598>3.0.CO;2-S型
[9] 梅伦克,单位分割有限元法:基本理论和应用,应用力学和工程中的计算机方法139(1996)·Zbl 0881.65099号 ·doi:10.1016/S0045-7825(96)01087-0
[10] Bordas,扩展有限元的简单误差估计器,《工程中数值方法的通信》,2007年,第961页–(2008)
[11] Kit,《传热板中应力强度因子的测定》,国际应用力学13(4)pp 365–(1977)
[12] Krutitskii,拉普拉斯方程的跳跃问题,《应用数学快报》14(3)第353页–(2001)·Zbl 0983.35040号 ·doi:10.1016/S0893-9659(00)00161-0
[13] Fries,无混合元素问题的修正XFEM近似,《国际工程数值方法杂志》75(2007年11月),第503–(2008)页·Zbl 1195.74173号 ·doi:10.1002/nme.2259
[14] Bordas,关于二次和丰富有限元近似的应变平滑性能(XFEM/GFEM/PUFEM),《国际工程数值方法杂志》86(3月),第637页–(2011)·Zbl 1216.74019号 ·doi:10.1002/nme.3156
[15] Natarajan,基于Schwarz-Christoffel保角映射的任意多边形域上的数值积分,《国际工程数值方法杂志》80(7月),第103页–(2009)·Zbl 1176.74190号 ·doi:10.1002/nme.589文件
[16] Ji,用于模拟相变的混合扩展有限元/水平集方法,《国际工程数值方法杂志》54(8),第1209页–(2002)·Zbl 1098.76572号 ·doi:10.1002/nme.468
[17] Béchet,裂纹周围应力分析用X-FEM的改进实施和稳健性研究,《国际工程数值方法杂志》64(8),第1033页–(2005)·Zbl 1122.74499号 ·doi:10.1002/nme.1386
[18] Elguedj,塑性断裂力学X-FEM模拟的适当扩展函数,应用力学和工程计算机方法195 pp 501–(2006)·Zbl 1222.74041号 ·doi:10.1016/j.cma.2005.02.007
[19] Laborde,裂纹区域的高阶扩展有限元法,《国际工程数值方法杂志》64(3)pp 354–(2005)·Zbl 1181.74136号 ·数字对象标识代码:10.1002/nme.1370
[20] 文图拉,《关于在扩展有限元法中消除不连续函数的正交子单元》,《国际工程数值方法杂志》66(5),第761页–(2006)·Zbl 1110.74858号 ·doi:10.1002/nme.1570
[21] Duflot,《热弹性断裂力学中的扩展有限元方法》,《国际工程数值方法杂志》74(2007年9月),第827页–(2008)·兹比尔1195.74170 ·doi:10.1002/nme.2197
[22] Yvonnet,基于XFEM的卡皮察热阻建模的通用高效计算程序,计算材料科学50(4)pp 1220–(2011)·doi:10.1016/j.commatsci.2010.02.040
[23] Javili,低维能量学固体的热力学:纳米尺度下表面、界面和曲线结构的重要性。统一审查,《应用力学评论》65(1)pp 010802–(2013)·数字对象标识代码:10.1115/1.4023012
[24] Réthoré,裂隙多孔介质中流体流动的双尺度方法,《国际工程数值方法杂志》71(2006年12月),第780页–(2007)
[25] Moës,处理复杂微观结构几何形状的计算方法,应用力学和工程中的计算机方法192(28-30)第3163页–(2003)·Zbl 1054.74056号 ·doi:10.1016/S0045-7825(03)00346-3
[26] IPIRG反应堆管镦粗的渗流定量:用户手册版本2.4 1996年技术报告
[27] Wagner,《水和蒸汽的特性:热力学特性和其他特性补充方程的工业标准IAPWS-IF97》(1998年)
[28] Downar-Zapolski,一维闪蒸液体流动的非平衡松弛模型,国际多相流杂志22(3)pp 473–(1996)·Zbl 1135.76405号 ·doi:10.1016/0301-9322(95)00078-X
[29] Dolbow,无需重网格的裂纹扩展有限元方法,国际工程数值方法杂志150 pp 131–(1999)·Zbl 0955.74066号
[30] Asferg,粘性裂纹扩展的一致部分开裂XFEM单元,《工程中的数值方法》72 pp 464–(2007)·Zbl 1194.74359号 ·doi:10.1002/nme.2023
[31] Muskhelishvili,弹性数学理论的一些基本问题(1977)·doi:10.1007/978-94-017-3034-1
[32] Wuthrich,《压力容器和管道中的裂纹张开区域》,《工程断裂力学》第18(5)页,第0–(1983)页·doi:10.1016/0013-7944(83)90076-0
[33] Chahine,一些最佳XFEM类型方法的研究,无网格技术的进展5 pp 1–(2007)
[34] Schmidt,热非平衡通道流动的多维模拟,《国际多相流杂志》36(4),第284页–(2010)·doi:10.1016/j.ijmultiphaseflow.2009.11.012
[35] Yoon,机械和热非平衡阻塞流建模,《国际传热传质杂志》49(1-2),第171–(2006)页·Zbl 1189.76666号 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2005.07.044
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