Informacja

Drogi użytkowniku, aplikacja do prawidłowego działania wymaga obsługi JavaScript. Proszę włącz obsługę JavaScript w Twojej przeglądarce.

Wyszukujesz frazę "extended finite element method" wg kryterium: Temat


Wyświetlanie 1-9 z 9
Tytuł:
The modified XFEM for solving problems of a phase change with natural convection
Autorzy:
Stąpór, Paweł
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/139838.pdf
Data publikacji:
2019
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
phase change
natural convection
extended finite element method
level set method
Opis:
This paper presents an extended finite element method applied to solve phase change problems taking into account natural convection in the liquid phase. It is assumed that the transition from one state to another, e.g., during the solidification of pure metals, is discontinuous and that the physical properties of the phases vary across the interface. According to the classical Stefan condition, the location, topology and rate of the interface changes are determined by the jump in the heat flux. The incompressible Navier–Stokes equations with the Boussinesq approximation of the natural convection flow are solved for the liquid phase. The no-slip condition for velocity and the melting/freezing condition for temperature are imposed on the interface using penalty method. The fractional four-step method is employed for analysing conjugate heat transfer and unsteady viscous flow. The phase interface is tracked by the level set method defined on the same finite element mesh. A new combination of extended basis functions is proposed to approximate the discontinuity in the derivative of the temperature, velocity and the pressure fields. The single-mesh approach is demonstrated using three two-dimensional benchmark problems. The results are compared with the numerical and experimental data obtained by other authors.
Źródło:
Archive of Mechanical Engineering; 2019, LXVI, 3; 273-294
0004-0738
Pojawia się w:
Archive of Mechanical Engineering
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Application of extended finite element method to cracked concrete elements – numerical aspects
Autorzy:
Bobiński, J.
Tejchman, J.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/230574.pdf
Data publikacji:
2012
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
beton
pękanie
metoda elementów skończonych rozszerzona
implementacja
concrete
crack
extended finite element method
implementation
Opis:
The paper deals with the application of the eXtended Finite Element Method (XFEM) to simulations of discrete macro-cracks in plain concrete specimens under tension, bending and shear. Fundamental relationships and basic discrete constitutive laws were described. The most important aspects of the numerical implementation were discussed. Advantages and disadvantages of the method were outlined.
Źródło:
Archives of Civil Engineering; 2012, 58, 4; 409-431
1230-2945
Pojawia się w:
Archives of Civil Engineering
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
An Improved XFEM for the Poisson Equation with Discontinuous Coefficients
Autorzy:
Stąpór, P.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/140045.pdf
Data publikacji:
2017
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
Poisson equation
weak discontinuity
extended finite element method
XFEM
równanie Poissona
słaba nieciągłość
rozszerzona metoda elementów skończonych
Opis:
Discontinuous coefficients in the Poisson equation lead to the weak discontinuity in the solution, e.g. the gradient in the field quantity exhibits a rapid change across an interface. In the real world, discontinuities are frequently found (cracks, material interfaces, voids, phase-change phenomena) and their mathematical model can be represented by Poisson type equation. In this study, the extended finite element method (XFEM) is used to solve the formulated discontinuous problem. The XFEM solution introduce the discontinuity through nodal enrichment function, and controls it by additional degrees of freedom. This allows one to make the finite element mesh independent of discontinuity location. The quality of the solution depends mainly on the assumed enrichment basis functions. In the paper, a new set of enrichments are proposed in the solution of the Poisson equation with discontinuous coefficients. The global and local error estimates are used in order to assess the quality of the solution. The stability of the solution is investigated using the condition number of the stiffness matrix. The solutions obtained with standard and new enrichment functions are compared and discussed.
Źródło:
Archive of Mechanical Engineering; 2017, LXIV, 1; 123-144
0004-0738
Pojawia się w:
Archive of Mechanical Engineering
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
An enhanced XFEM for the discontinuous Poisson problem
Autorzy:
Stąpór, Paweł
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/140096.pdf
Data publikacji:
2019
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
discontinuity
extended finite element method
XFEM
recovery procedure
Poisson equation
nieciągłość
rozszerzona metoda elementów skończonych
procedura odzyskiwania
równanie Poissona
Opis:
In the paper, the extended finite element method (XFEM) is combined with a recovery procedure in the analysis of the discontinuous Poisson problem. The model considers the weak as well as the strong discontinuity. Computationally efficient low-order finite elements provided good convergence are used. The combination of the XFEM with a recovery procedure allows for optimal convergence rates in the gradient i.e. as the same order as the primary solution. The discontinuity is modelled independently of the finite element mesh using a step-enrichment and level set approach. The results show improved gradient prediction locally for the interface element and globally for the entire domain.
Źródło:
Archive of Mechanical Engineering; 2019, LXVI, 1; 25-37
0004-0738
Pojawia się w:
Archive of Mechanical Engineering
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Determination of crack initiation and propagation in two disc shaped specimens using the improved maximum tangential stress criterion
Autorzy:
Eftekhari, M.
Baghbanan, A.
Mohtarami, E.
Hashemolhosseini, H.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/949128.pdf
Data publikacji:
2017
Wydawca:
Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
Tematy:
Extended Finite Element Method (XFEM)
maximum tangential stress (MTS) criterion
improved maximum tangential stress (IMTS) criterion
crack propagation
stress intensity factor
Opis:
The crack initiation angle and propagation path for two different disc shaped test specimens (i.e., SCB and CBD specimen) are investigated experimentally and theoretically. The Maximum Tangential Stress (MTS) criterion does not calculate the crack initiation angle in SCB and CBD specimens correctly. Moreover, at the angles after occurrence of pure mode II, where the stress intensity factor of mode I becomes negative, this criterion is not applicable. Therefore, in this research work, Improved MTS (IMTS) criterion which has been implemented in the extended finite element method and is applicable under tensile and compressive loading conditions to examine the crack propagation path in the aforementioned disc shaped specimens. Furthermore, an experimental study on a cracked Brazilian disc specimen has been conducted at different angles. Results of IMTS criterion in these specimens show that the crack propagation path and the crack initiation angle can be predicted theoretically by using IMTS criterion.
Źródło:
Journal of Theoretical and Applied Mechanics; 2017, 55, 2; 469-480
1429-2955
Pojawia się w:
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Application of XFEM with shifted-basis approximation to computation of stress intensity factors
Obliczanie współczynników intensywności naprężeń rozszerzoną metodą elementów skończonych z przesunięciem bazy aproksymacyjnej
Autorzy:
Stąpór, P.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/139981.pdf
Data publikacji:
2011
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
współczynnik intensywności naprężeń
rozszerzona metoda elementów skończonych
XFEM
przesunięcie bazy aproksymacyjnej
stress intensity factor
extended finite element method
shifted basis approximation
Opis:
The essential parameters for structure integrity assessment in Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) are Stress Intensity Factors (SIFs). The estimation of SIFs can be done by analytical or numerical techniques. The analytical estimation of SIFs is limited to simple structures with non-complicated boundaries, loads and supports. An effective numerical technique for analyzing problems with singular fields, such as fracture mechanics problems, is the extended finite element method (XFEM). In the paper, XFEM is applied to compute an actual stress field in a two-dimensional cracked body. The XFEM is based on the idea of enriching the approximation in the vicinity of the discontinuity. As a result, the numerical model consists of three types of elements: non-enriched elements, fully enriched elements (the domain of whom is cut by a discontinuity), and partially enriched elements (the so-called blending elements). In a blending element, some but not all of the nodes are enriched, which adds to the approximation parasitic term. The error caused by the parasitic terms is partly responsible for the degradation of the convergence rate. It also limits the accuracy of the method. Eliminating blending elements from approximation space and replacing them with standard elements, together with applying shifted-basis enrichment, makes it possible to avoid the problem. The numerical examples show improvements in results when compared with the standard XFEM approach.
Kluczowymi parametrami oceny wytrzymałości konstrukcji w liniowo sprężystej mechanice pękania są współczynniki intensywności naprężeń (ang. SIFs). Analityczne metody wyznaczania tych współczynników ograniczone są do nieskomplikowanych konstrukcji. Jedną z technik numerycznych pozwalających na efektywną analizę problemów z osobliwymi polami jest rozszerzona metoda elementów skończonych (ang. XFEM). W pracy zastosowano rozszerzoną metodę elementów skończonych do wyznaczania pól naprężeń w dwu-wymiarowym ośrodku ciągłym z rysą. Zaproponowano modyfikacje standardowego podejścia poprzez usunięcie z przestrzeni aproksymacji elementów częściowo wzbogaconych (ang. blending elements) z jednoczesnym przesunięciem bazy aproksymacyjnej w elementach z pełnym wzbogaceniem węzłów. Do obliczania współczynników intensywności naprężeń zastosowano znaną w mechanice pękania definicję całki J. W rozwiązywanych przykładowych problemach zaobserwowano polepszenie wartości obliczanych współczynników intensywności naprężeń w porównaniu do standardowego podejścia z tą samą dyskretyzacją.
Źródło:
Archive of Mechanical Engineering; 2011, LVIII, 4; 467-483
0004-0738
Pojawia się w:
Archive of Mechanical Engineering
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Extended finite element numerical analysis of scale effect in notched glass fiber reinforced epoxy composite
Rozszerzona analiza numeryczna metodą elementów skończonych efektu skali w epoksydowym kompozycie z karbem wzmocnionym włóknem szklanym
Autorzy:
Abdellah, M. Y.
Alsoufi, M. S.
Hassan, M. K.
Ghulman, H. A.
Mohamed, A. F.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/139922.pdf
Data publikacji:
2015
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
XFEM
extended finite element method
composite laminate
fracture processing zone
crack opening displacement
rozszerzona metoda elementów skończonych
laminat kompozytowy
strefa procesu pęknięcia
przemieszczenie otworu szczeliny
Opis:
Nominal strength reduction in cross ply laminates of [0/90]2s is observed in tensile tests of glass fiber composite laminates having central open hole of diameters varying from 2 to 10 mm. This is well known as the size effect. The extended finite element method (XFEM) is implemented to simulate the fracture process and size effect (scale effect) in the glass fiber reinforced polymer laminates weakened by holes or notches. The analysis shows that XFEM results are in good agreement with the experimental results specifying nominal strength and in good agreement with the analytical results based on the cohesive zone model specifying crack opening displacement and the fracture process zone length.
Zmniejszenie nominalnej wytrzymałości laminatu warstwowego z poprzecznym ułożeniem włókien typu [0/90]2s jest obserwowane dla naprężeń rozciągających w laminatach kompozytowych z włóknem szklanym mających centralny otwór o średnicy od 2 do 10 mm. Jest to dobrze znany efekt rozmiaru (efekt skali). Rozszerzona analiza metodą elementów skończonych (XFEM) została zastosowana w celu symulacji procesu pękania i efektu skali w polimerowych laminatach z włóknem szklanym osłabionych obecnością karbu lub otworu. W pracy wykazano, że wyniki metody XFEM dotyczące wytrzymałości nominalnej są zgodne z danymi eksperymentalnymi, dobrze zgadzają sią z wynikami analitycznymi opartymi na modelu strefy spójnej i pozwalają określić przemieszczenie otworu szczeliny i długość strefy procesu pęknięcia.
Źródło:
Archive of Mechanical Engineering; 2015, LXII, 2; 217-236
0004-0738
Pojawia się w:
Archive of Mechanical Engineering
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Uogólnienia metody elementów skończonych w inżynierskich symulacjach numerycznych ośrodka nieciągłego i dyskretnego
Finite element method generalizations applied to numerical simulations of discontinuous and discrete solid models
Autorzy:
Jakubowski, J.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/349007.pdf
Data publikacji:
2010
Wydawca:
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydawnictwo AGH
Tematy:
symulacje numeryczne
mechanika skał
symulacja nieciągłego masywu skalnego
metoda elementów skończonych
uogólniona metoda elementów skończonych
rozszerzona metoda elementów skończonych
metody bezsiatkowe
metoda rozmaitości
numerical simulations
rock mechanics
discontinuous rock mass simulation
finite elements method
generalized finite element method
extended finite element method
meshfree methods
element-free methods
manifold method
Opis:
Klasyczna metoda elementów skończonych jest metodą wydajną i uniwersalną, z zastosowaniem wielu dostępnych pakietów również łatwą w użyciu. W zastosowaniu do symulacji wprost nieciągłości i nieciągłego masywu skalnego, ma jednak pewne istotne ograniczenia. W ciągu ostatnich kilkunastu lat pojawiły się uogólnienia tej metody stosujące generalnie rzecz ujmując nowe metody aproksymacji, z których wiele opartych jest na tzw. podziale jedności. W rezultacie, na bazie metody elementów skończonych i metody różnic skończonych powstały metody bezsiatkowe, metody wzbogaconej aproksymacji metody elementów skończonych i metoda rozmaitości numerycznych. Wszystkie te metody mają zdolność naturalnego odwzorowania nieciągłości bez kłopotliwych operacji przebudowy siatki. Każda z nich jest zdolna do symulacji ośrodka ciągłego, ośrodka nieciągłego oraz rozpadu ośrodka w jednym, spójnym schemacie numerycznym (każda z nich w innym). Po uzupełnieniu o algorytmy rozpoznawania kontaktów metody te nabierają cech metod elementów dyskretnych. Są to na razie rozwiązania laboratoryjne, nad którymi pracują matematycy, numerycy i programiści, które nie trafiły jeszcze w ręce inżynierów. W przyszłości mogą mieć szerokie zastosowanie w symulacjach budowlanych i geomechanicznych i ze względu na swoje cechy mogą stanowić alternatywę dla metody elementów skończonych, metody elementów odrębnych i innych popularnych inżynierskich metod symulacyjnych. W artykule omówiono wyżej wymienione metody i perspektywy ich zastosowania do symulacji ośrodka nieciągłego i dyskretnego w szczególności nieciągłego masywu skalnego.
Traditional finite element method is efficient and universal numerical simulation method, and implemented with many available software packages, also easy to use. Applied to simulations of discontinuities and discontinuous rock mass, it has got serials limitations. For the last several years some generalizations of this method have been developed with the use of new approximation techniques, particularly partition of unity. As a result of these developments mesh-free methods (MFree), enriched approximation methods (GFEM, XFEM) and numerical manifold method has been developed, basing on finite element method and finite difference method approaches. All the three groups of methods listed above have ability to model discontinuities without challenging and expensive remeshing. All of them can simulate continuous medium, discontinuous medium and model disintegration within a single numerical schema (each of them within different one). Completed with contact detection algorithms, they meet criteria of discrete element method. The above mentioned methods are still in their very early stages of development and many theoretical and practical problems need to be solved before they will be used in Civil Engineering and Rock Mechanics for practical applications. In the future, due to their advantages, they can offer an alternative for finite element method, distinct element method and other popular engineering simulation methods. The article presents the above mentioned methods and their possible applications for discontinuous and discrete medium simulation, particularly for the simulation of discontinuous rock mass.
Źródło:
Górnictwo i Geoinżynieria; 2010, 34, 2; 325-340
1732-6702
Pojawia się w:
Górnictwo i Geoinżynieria
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
Tytuł:
Mechanism of fatigue crack growth of bridge steel structures
Mechanizm rozwoju pęknięć zmęczeniowych stalowych konstrukcji mostów
Autorzy:
Zhu, H.
Powiązania:
https://bibliotekanauki.pl/articles/231146.pdf
Data publikacji:
2016
Wydawca:
Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
Tematy:
współczynnik intensywności naprężenia
metoda elementów skończonych
metoda rozszerzona
symulacja
rozwój pęknięć
pęknięcie zmęczeniowe
most
stress intensity factor
extended method
finite element method
simulation
fatigue crack
crack growth
bridge
Opis:
This study was carried out on the background of Sutong Bridge project based on fracture mechanics, aiming at analyzing the growth mechanism of fatigue cracks of a bridge under the load of vehicles. Stress intensity factor (SIF) can be calculated by various methods. Three steel plates with different kinds of cracks were taken as the samples in this study. With the combination of finite element analysis software ABAQUS and the J integral method, SIF values of the samples were calculated. After that, the extended finite element method in the simulation of fatigue crack growth was introduced, and the simulation of crack growth paths under different external loads was analyzed. At last, we took a partial model from the Sutong Bridge and supposed its two dangerous parts already had fine cracks; then simulative vehicle load was added onto the U-rib to predict crack growth paths using the extended finite element method.
Ostatnimi laty, wraz z gwałtownym rozwojem chińskiego przemysłu transportowego, budowa mostów w Chinach weszła w nowy etap rozwoju robiąc duży krok naprzód i coraz więcej mostów rzecznych i morskich wyrasta z ziemi, a mosty te stały się niezastąpioną osią chińskiej sieci transportowej. Konstrukcja stalowa jest głównym komponentem budowy mostu; jednakże, może ulec zniszczeniu poprzez ciągłe obciążanie doprowadzając w ten sposób do pęknięć zmęczeniowych. Wraz ze wzrostem budowy mostów zwiększa się liczba fatalnych wypadków spowodowanych pęknięciami zmęczeniowymi, prowadząc do wysokich praktycznych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i niezawodności konstrukcji. Współczynnik intensywności naprężenia (WIN) i kryteria rozwoju pęknięć to dwa kluczowe problemy w mechanice pęknięć. Metody obliczania WIN obejmują metodę analityczną i numeryczną, przy czym numeryczna metoda obejmuje metodę elementów skończonych, metodę objętości skończonej oraz metodę elementów brzegowych itd. Metoda elementów skończonych jest najczęściej stosowana do obliczania WIN, a metody obliczania WIN obejmują metodę zależną od przemieszczeń, wirtualną metodę zamykania szczelin, metodę całki J itd. Teoretyczny proces dedukcji WIN jest skomplikowany. Dla różnych modeli pęknięć zmiany warunków brzegowych spowodują brak przydatności pierwotnej metody obliczeniowej, tak więc należy wydedukować nową metodę obliczeniową. Dlatego symulacja elementów skończonych jest obecnie szeroko stosowana do modelowania obliczeń różnych modeli, ponieważ może znacząco skrócić czas tradycyjnych obliczeń, jak również poprawić ich wydajność. Na podstawie mechaniki pękania przestudiowano WIN oraz ścieżki rozwoju pęknięć biorąc za przykład model mostu „Sutong”, zasymulowano małe pęknięcia na dwóch niebezpiecznych częściach mostu oraz zastosowano obciążenie pojazdem względem ceownika, aby przewidzieć ścieżki rozwoju pęknięć.
Źródło:
Archives of Civil Engineering; 2016, 62, 4/I; 153-169
1230-2945
Pojawia się w:
Archives of Civil Engineering
Dostawca treści:
Biblioteka Nauki
Artykuł
    Wyświetlanie 1-9 z 9

    Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim komputerze. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień dotyczących cookies