离散元与有限元结合的多尺度方法及其应用

计算物理 ›› 2003, Vol. 20 ›› Issue (6): 477-482.

离散元与有限元结合的多尺度方法及其应用

胥建龙, 唐志平

中国科学技术大学力学和机械工程系, 中科院材料力学行为和设计重点实验室, 安徽合肥 230026

收稿日期:2002-09-25 修回日期:2003-04-17 出版日期:2003-11-25 发布日期:2003-11-25
作者简介:胥建龙(1978-),男,甘肃永靖,硕士生,主要从事数值模拟工作,中国科学技术大学力学和机械工程系轻气炮实验室,合肥230027.
基金资助:
高技术激光领域和中科院基金(c42201.02)资助项目

Combined Discrete/Finite Element Multiscale Numerical Method and Its Application

XU Jian-long, TANG Zhi-ping

Key Laboratory for Mechanical Behavior and Design of Materials, CAS, Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Heifei 230026, China

Received:2002-09-25 Revised:2003-04-17 Online:2003-11-25 Published:2003-11-25

摘要/Abstract

摘要： 在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题.提出并建立起离散元与有限元结合的多尺度方法,该方法采用离散元对感兴趣的局部进行细观尺度的模拟,利用有限元进行宏观的模拟,从而节约了计算时间.采用一种特殊的过渡层衔接离散元区和有限元区.将这一方法应用于激光辐照下预应力铝板的破坏响应,并将得到的模拟结果与实验进行了比较.

关键词: 离散元, 有限元, 多尺度计算方法, 激光辐照

Abstract: Analysis of a variety of engineering problems requires computations at different length scales. A combined discrete/finite element numerical method is proposed and generated to meet this requirement. This method performs discrete element method at meso-scale to reach necessary precision, and finite element method at macro-scale to save the computation time and cost. The key point for this method is to define a special transition layer between the discrete element zone and the finite element zone. This new method is applied to simulate the failure response of a pre-stressed aluminum plate under laser irradiation and find agreement between the computationan result and the experimental result.

Key words: discrete element method, finite element method, multiscale simulation method, laser irradiation

中图分类号:

胥建龙, 唐志平. 离散元与有限元结合的多尺度方法及其应用[J]. 计算物理, 2003, 20(6): 477-482.

XU Jian-long, TANG Zhi-ping. Combined Discrete/Finite Element Multiscale Numerical Method and Its Application[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2003, 20(6): 477-482.

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