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一种预测具有内表面辐射的多孔材料热机械性能的高阶三尺度方法。 (英语) Zbl 1433.74042号

总结:本文系统地研究了一种高阶三尺度方法,用于分析具有内表面辐射的多孔材料的热机械性能。通过微观域和介观域上局部细胞的周期性布局来描述多孔结构的微观结构,并研究了微尺度和介观尺度下的表面辐射效应。首先,建立了基于重复均匀化和高阶渐近展开的三尺度公式,并定义了微尺度和中尺度的局部单元解。然后,采用上尺度方法对两种均匀化参数进行了评估,并推导了整个结构的均匀化方程。进一步,通过组合高阶单元解和均匀化解,将热流场和应变场构造为三尺度渐近解。该方法的显著特点是不需要宏观解的高阶连续性的渐近高阶均匀化,以及一个新的用于分析耦合问题的高阶三尺度公式。最后,给出了一些具有代表性的例子来验证所提出的方法。结果表明,本文引入的三尺度渐近展开式对于预测多空间尺度多孔材料的热机械性能是有效的。

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74F05型 固体力学中的热效应
74平方米 等几何方法在固体力学问题中的应用
74M25型 固体微观力学

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参考文献:

[1] 库兹涅佐夫,S。;Fish,J.,电活性连续统的数学均匀化理论,国际。J.数字。方法工程,91,1199-1226(2012)
[2] Bensoussan,A。;Lions,J.L。;Papanicolau,G.,《周期结构的渐近分析》(1978年),荷兰北部:阿姆斯特丹北部·Zbl 0411.60078号
[3] Cioranescu,D。;多纳托,P.,《均质化导论》(1999),牛津大学出版社·Zbl 0939.35001号
[4] 奥列尼克,O.A。;沙马耶夫,A.S。;Yosifian,G.A.,《弹性和均匀化中的数学问题》(1992),北荷兰:北荷兰阿姆斯特丹·Zbl 0768.73003号
[5] 季科夫,V.V。;科兹洛夫,S.M。;Oleinik,O.A.,微分算子和积分函数的均匀化(1994),Springer:Springer-Blin·Zbl 0838.35001号
[6] 特米泽,I。;Wriggers,P.,有限热弹性中的均匀化,J.Mech。物理学。固体,59,2,344-372(2011)·Zbl 1270.74059号
[7] 李振华。;马奇。;Cui,J.Z.,对称结构动态热-力耦合问题的二阶双尺度有限元算法,J.Compute。物理。,314, 712-748 (2016) ·Zbl 1349.65459号
[8] 库兹涅佐娃,V。;Geers,M.G.D。;Brekelmans,W.A.M.,采用梯度增强计算均匀化方案的非均质材料多尺度本构建模,国际。J.数字。方法工程,54,1235-1260(2002)·Zbl 1058.74070号
[9] 费什,J。;于清。;Shek,K.,基于数学均匀化的复合材料计算损伤力学,国际。J.数字。方法工程,451657-1679(1999)·Zbl 0949.74057号
[10] 东西南北。;Engquist,Bjorn,异质多尺度方法,Commun。数学。科学。,1, 87-132 (2003) ·Zbl 1093.35012号
[11] 阿卜杜勒。;Nonnenmacher,A.,均匀化问题的自适应有限元非均匀多尺度方法,计算。方法应用。数学。,200, 2710-2726 (2011) ·Zbl 1230.74165号
[12] 伊芬迪耶夫,Y。;加尔维斯,J。;Li,G.L。;Presho,M.,广义多尺度有限元法,非线性椭圆方程,Commun。计算。物理。,15733-755(2014年)·Zbl 1388.65146号
[13] 张海伟。;Wu,J.K。;Fu,Z.D.,二维周期晶格桁架材料弹塑性分析的扩展多尺度有限元法,计算。机械。,45, 623-635 (2010) ·Zbl 1398.74429号
[14] Hughes,T.J.R.,《多尺度现象:格林函数、狄里克勒-诺依曼公式、亚网格模型、气泡和稳定方法的起源》,计算。方法应用。数学。,127, 387-401 (1995) ·Zbl 0866.76044号
[15] 北卡罗来纳州扎巴拉斯。;Ganapathysubramanian,B.,《模拟随机非均质多孔介质流动的随机多尺度框架》,J.Compute。物理。,228, 591-618 (2009) ·Zbl 1409.76139号
[16] 杨振强。;孙,Y。;崔建中。;Li,X.,准周期结构多孔材料导热辐射问题的多尺度算法,Commun。计算。物理。,24, 204-233 (2018) ·Zbl 1488.65479号
[17] 杨振强。;崔建中。;孙,Y。;Ge,J.R.,多孔材料辐射边界条件下瞬态热传导问题的多尺度计算,有限元。分析。设计。,102-103, 7-18 (2015)
[18] 马奇。;Cui,J.Z.,周期性多孔区域辐射边界条件下导热问题的二阶双尺度分析方法,Commun。计算。物理。,14, 4, 1027-1057 (2012) ·Zbl 1373.74029号
[19] Allaire,G。;Habibi,Z.,传导辐射传热问题均匀化中的二阶校正器,离散Contin。动态。B、 18、1、1-36(2013)·Zbl 1270.35053号
[20] Bakhvalov,N.S.,《具有辐射的周期性介质中传热过程的平均值,Differ》。乌拉文。,17, 10, 1765-1773 (1981) ·Zbl 0496.35043号
[21] 刘S.T。;张永川,多孔材料辐射导热系数的多尺度分析方法,多圆盘。模型。数学。结构。,2, 3, 327-344 (2006)
[22] Allaire,G。;El Ganaoui,K.,传导和辐射传热问题的均匀化,多尺度模型。同时。,7, 1148-1170 (2009) ·Zbl 1180.35062号
[23] 杨振强。;崔建中。;Zhou,S.,用多尺度渐近展开法对具有微尺度热传递的周期性多孔材料进行热-机械分析,《国际热质传递杂志》,92,904-919(2016)
[24] 特米泽,I。;Wriggers,P.,有限热弹性中的均匀化,J.Mech。物理学。固体,59344-372(2011)·Zbl 1270.74059号
[25] Terada,K。;Kurumatani,M。;Ushida,T。;Kikuchi,N.,《多孔固体微尺度传热的双尺度热力分析方法》,计算。机械。,46, 2, 269-285 (2010) ·Zbl 1398.74076号
[26] 张,H。;张,S。;毕,J。;Schrefler,B.,通过多尺度渐进均匀化方法对周期性多相材料进行热机械分析,国际。J.数字。方法工程,69,87-113(2007)·Zbl 1129.74018号
[27] Yu,W.B。;Tang,T.,预测非均质材料热弹性性能的变分渐进微观力学模型,国际固体结构杂志。,44, 7510-7525 (2007) ·Zbl 1166.74411号
[28] Francfort,G.A.,均匀化和线性热弹性,SIAM J.Math。分析。,14, 696-708 (1983) ·Zbl 0525.73002号
[29] Parnell,W.J.,复合半空间中的耦合热弹性,J.工程数学。,56,1-21(2006年)·Zbl 1110.74022号
[30] Feng,Y.P。;Cui,J.Z.,耦合热弹性条件下小周期结构复合材料结构的多尺度分析和有限元计算,国际。J.数字。方法工程,60,11,1879-1910(2004)·Zbl 1060.74626号
[31] 杨振华。;Cui,J.Z.,颗粒一致随机分布复合材料结构动态热机械性能的统计二阶双尺度分析,计算。马特。科学。,69, 359-373 (2013)
[32] Aboudi,J。;平德拉,M.J。;Arnold,S.M.,周期性多相材料的线性热弹性高阶理论,J.传热(ASME),68697-707(2001)·Zbl 1110.74305号
[33] 于清。;Fish,J.,多时空尺度多物理问题的多尺度渐近均匀化:一个耦合的热粘弹性示例问题,国际固体结构杂志。,39, 6429-6452 (2002) ·Zbl 1032.74627号
[34] Allaire,G。;Briane,M.,《多尺度收敛和重复均匀化》,Proc。R.Soc.爱丁堡A,126,297-342(1996)·Zbl 0866.35017号
[35] Holmbom,A。;Svanstedt,N。;Wellander,N.,抛物线问题的多尺度收敛和重复均匀化,应用。数学-CZECH,50,131-151(2005)·Zbl 1099.35011号
[36] 特鲁库·D·。;牧师,M.A.J。;Marciniak-Czochra,A.,非均匀介质中过程的三尺度收敛,应用。分析。,91, 1351-1373 (2012) ·Zbl 1252.35038号
[37] 阿卜杜勒。;Bai,Y.,多尺度椭圆问题非均匀多尺度方法的全离散分析,IMA J.Numer。分析。,35, 1, 133-160 (2015) ·Zbl 1311.65140号
[38] Almqvist,A。;Essel,E.K。;Fabricius,J。;Wall,P.,流体动力润滑中应用的再生均匀化,Proc。仪器机械。《工程师杂志》,222827-841(2008)
[39] Krówczynski,M。;Cecot,W.,《短纤维增强复合材料的快速三级放大》,《国际多尺度计算》。工程师,15,1,19-34(2017)
[40] 关X.F。;刘,X。;贾,X。;袁,Y。;崔建中。;Mang,H.A.,预测纤维增强混凝土力学性能的随机多尺度模型,国际固体结构杂志。,56-57, 280-289 (2015)
[41] 张建林。;刘,X。;袁,Y。;Mang,H.A.,界面过渡区对纤维增强细混凝土弹性模量影响的多尺度建模,计算。机械。,55, 37-55 (2015) ·Zbl 1311.74092号
[42] 陈,Q。;Zhu,H.H。;严振国。;Woody Ju,J。;姜振伟。;Wang,Y.Q.,考虑骨料和ITZ效应的混杂纤维混凝土多相微观力学模型,Constr。生成。材料。,114, 839-850 (2016)
[43] 罗德里格斯,E.I。;克鲁兹,M.E。;Bravo-Castillero,J.,《应用于具有多个空间尺度和相之间完美热接触的非均匀介质中热传导的重申均匀化》,J.Braz。Soc.机械。科学。,38, 1333-1343 (2016)
[44] Nascimento,E.S。;克鲁兹,M.E。;Bravo-Castillero,J.,基于重复均匀化理论和分析公式的多尺度有序阵列有效导热系数的计算,国际。工程师科学杂志。,119, 205-216 (2017)
[45] 曹立清,复合材料弹性结构的迭代双尺度渐近方法和数值算法,计算。方法应用。数学。,194, 2899-2926 (2005) ·Zbl 1091.74041号
[46] Mahnken,R。;Dammann,C.,《纤维增强聚合物固化的三尺度框架第一部分:微观建模和介观有效性能》,《国际固体结构杂志》。,100-101, 341-355 (2016)
[47] Mahnken,R。;Dammann,C.,《纤维增强聚合物固化的三尺度框架第二部分:细观建模和宏观有效性能》,国际固体结构杂志。,100-101, 356-375 (2016)
[48] 拉米雷斯·托雷斯,A。;彭塔,R。;罗德里格斯-拉莫斯,R。;梅罗迪奥,J。;Sabina,F.J。;Bravo-Castilleroc,J。;Guinovart-Díazc,R。;普雷齐奥西,L。;Grilloa,A.,《三尺度渐近均匀化及其在分层递阶硬组织中的应用》,国际固体结构杂志。,130-131, 190-198 (2018)
[49] 杨振华。;Zhang,Y。;Dong,H。;崔建中。;关X.F。;Yang,Z.Q.,具有多个周期配置的复合材料结构力学行为分析的高阶三尺度方法,Compos。科学。技术。,152, 198-210 (2017)
[50] Y.Zhang,J.Z.Cui,Y.F.Nie,H.Dong,Z.H.Yang,两级小周期配置复合结构的高阶三尺度方法,2016,WCCM XII&APCOM VI,首尔。
[51] 杨振强。;孙,Y。;崔建中。;杨振华。;Guan,T.Y.,《多孔材料中多组态耦合传导-辐射问题的三尺度均匀化算法》,《国际传热传质杂志》,1251196-1211(2018)
[52] Dong,H。;崔建中。;聂玉凤。;杨振华。;王志清,多空间尺度轴对称复合材料结构热传导问题的高阶三尺度计算方法,高级工程软件。,121, 1-12 (2018)
[53] 崔建中,具有多个小周期组态子域结构解的双尺度表达式,1996年6月27日至30日受邀演讲“科学计算99研讨会”,香港。
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