Phương pháp phần tử hữu hạn mở rộng/tổng quát: Tổng quan về phương pháp và các ứng dụng của nó

International Journal for Numerical Methods in Engineering - Tập 84 Số 3 - Trang 253-304 - 2010
Thomas‐Peter Fries1, Ted Belytschko2
1Computational Analysis of Technical Systems, RWTH Aachen University, Schinkelstr. 2, 52062 Aachen, Germany
2Department of Mechanical Engineering, Northwestern University 2145 Sheridan Road Evanston, IL 60208 U.S.A.

Tóm tắt

Tóm tắt

Bản tổng quan về phương pháp phần tử hữu hạn mở rộng/tổng quát (GEFM/XFEM), tập trung vào các vấn đề về phương pháp luận, được trình bày. Phương pháp này cho phép xấp xỉ chính xác các nghiệm có liên quan đến các điểm nhảy, gấp khúc, kỳ dị, và các đặc điểm không trơn toàn cục khác trong phần tử. Điều này được thực hiện bằng cách làm giàu không gian xấp xỉ đa thức của phương pháp phần tử hữu hạn cổ điển. GEFM/XFEM đã chứng tỏ tiềm năng trong nhiều ứng dụng liên quan đến nghiệm không trơn gần các giao diện, trong đó có mô phỏng nứt vỡ, dải trượt, đứt gãy, đông đặc, và các vấn đề đa lĩnh vực. Bản quyền © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.

Từ khóa

#Phương pháp phần tử hữu hạn #phương pháp tổng quát #phương pháp mở rộng #xấp xỉ đa thức #mô phỏng nứt vỡ #nghiệm không trơn.

Tài liệu tham khảo

Belytschko T, 2000, Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures

10.1002/(SICI)1097-0207(20000110/30)47:1/3<9::AID-NME793>3.0.CO;2-P

10.1016/S0045-7825(96)01078-X

FriesTP MatthiesHG. Classification and overview of meshfree methods. Informatikbericht‐Nr. 2003‐03 Technical University Braunschweig Brunswick 2003. Available from:http://opus.tu‐bs.de/opus/volltexte/2003/418/.

10.1002/(SICI)1097-0207(19970430)40:8<1483::AID-NME123>3.0.CO;2-6

10.1002/nme.1761

10.1007/s00466-006-0142-x

10.1002/(SICI)1097-0207(19970228)40:4<727::AID-NME86>3.0.CO;2-N

10.1016/S0045-7825(96)01087-0

10.1137/S1064827599355840

10.1016/S0045-7825(99)00072-9

10.1002/(SICI)1097-0207(20000320)47:8<1401::AID-NME835>3.0.CO;2-8

10.1002/(SICI)1097-0207(19990620)45:5<601::AID-NME598>3.0.CO;2-S

10.1002/(SICI)1097-0207(19990910)46:1<131::AID-NME726>3.0.CO;2-J

10.1016/S0045-7949(02)00431-5

10.1016/j.compstruc.2007.11.001

10.1088/0965-0393/17/4/043001

10.1016/j.compstruc.2008.08.010

10.1002/9780470697795

10.1142/S0219876204000083

10.1137/0731051

10.1002/(SICI)1098-2426(199611)12:6<673::AID-NUM3>3.0.CO;2-P

10.1016/S0045-7825(96)01085-7

10.1016/S0045-7825(97)00039-X

ShepardD.A two‐dimensional interpolation function for irregularily spaced points. Proceedings of the 23rd Nati Conference ACM U.S.A. 1968;517–523.

10.1090/S0025-5718-1981-0616367-1

10.1016/S0045-7825(01)00188-8

10.1016/S0045-7825(03)00347-5

10.1016/j.cma.2005.09.019

10.1016/j.cma.2007.05.019

10.1137/0720034

10.1016/0045-7825(95)00890-X

10.1016/S0045-7825(01)00215-8

10.1002/nme.386

10.1002/nme.1589

10.1016/j.ijplas.2007.03.003

10.1002/nme.2258

10.1002/nme.143

10.1002/nme.1658

10.1016/S0045-7825(00)00233-4

10.1016/S0045-7825(01)00232-8

10.1016/S0045-7825(03)00344-X

10.1016/S0045-7825(02)00646-1

Weidemann‐Goiran P, 2004, Higher‐order extensions for a discontinuous Galerkin methods for mid‐frequency Helmholtz problems, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 61, 1938, 10.1002/nme.1139

10.1016/j.finel.2008.10.009

10.1002/nme.2334

Farhat C, 2005, Three‐dimensional discontinuous Galerkin elements with plane waves and Lagrange multipliers for the solution of mid‐frequency Helmholtz problems, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 66, 796

10.1002/nme.1619

10.1007/BF01436591

10.1016/0168-9274(86)90043-7

10.1137/S0036142995285873

10.1016/S0045-7825(98)00326-0

10.1002/nme.1620030410

10.1016/0168-874X(86)90020-X

ShiG.Manifold method of material analysis. Transactions of the Ninth Army Conference on Applied Mathematics and Computing Minneapolis MN 1992;51–76.

10.1002/(SICI)1097-0207(19981030)43:4<685::AID-NME442>3.0.CO;2-7

10.1007/b98879

10.1006/jcph.2000.6636

Sethian JA, 1999, Level Set Methods and Fast Marching Methods

10.1002/1097-0207(20010210)50:4<993::AID-NME164>3.0.CO;2-M

10.1002/nme.201

10.1002/1097-0207(20000830)48:12<1741::AID-NME956>3.0.CO;2-L

10.1002/1097-0207(20000820)48:11<1549::AID-NME955>3.0.CO;2-A

10.1002/0470013826

10.1002/nme.2344

10.1137/S1064827596298245

10.1006/jcph.2000.6553

10.1006/jcph.1999.6259

10.1073/pnas.93.4.1591

10.1137/S0036144598347059

10.1006/jcph.1999.6345

10.1002/fld.817

10.1115/1.1526599

10.1002/fld.1901

10.1002/nme.686

10.1002/nme.824

10.1016/S0020-7225(03)00217-9

10.1002/nme.429

10.1002/nme.430

10.1016/S0013-7944(02)00032-2

10.1016/S0020-7225(02)00322-1

10.1002/nme.1915

10.1002/nme.471

10.1002/nme.829

10.1002/nme.1130

10.1137/S1064827501391588

10.1017/S0962492902000090

Schweitzer MA, 2008, Habilitation

10.1002/nme.777

10.1002/nme.2259

10.1002/nme.2217

10.1002/nme.2387

10.1002/nme.1370

10.1002/nme.2265

10.1002/nme.2402

10.1016/j.cma.2003.12.041

10.1016/j.cma.2005.03.006

10.1002/(SICI)1097-0207(19980415)41:7<1215::AID-NME330>3.0.CO;2-#

10.1016/S0045-7825(03)00346-3

10.1016/S0045-7825(02)00524-8

10.1002/nme.2486

10.1002/nme.468

Merle R, 2002, Solving thermal and phase change problems with the eXtended finite element method, Computational Mechanics, 28, 339, 10.1007/s00466-002-0298-y

10.1002/nme.2200

10.2140/camcos.2007.2.35

10.1109/MCG.2009.32

Vigneron LM, 2004, Medical Simulation

10.1016/j.jcp.2006.12.021

10.1002/nme.946

10.1016/j.cma.2005.02.025

10.1016/j.cma.2007.07.002

10.1002/nme.169

10.3166/remn.16.145-160

10.1002/fld.1782

10.1002/nme.1386

10.1115/1.3640470

10.1002/nme.1305

10.1002/nme.906

10.1046/j.1460-2695.2003.00648.x

10.1002/nme.1866

10.1002/nme.1839

10.1016/j.cma.2005.02.007

10.1002/nme.868

10.1016/S0168-874X(00)00035-4

10.1016/S0020-7683(00)00194-3

Duarte CA, 2000, Generalized finite element methods for three‐dimensional structural mechanics problems, Computers and Structures, 77, 215, 10.1016/S0045-7949(99)00211-4

10.1016/0022-5096(60)90013-2

10.1016/S0065-2156(08)70121-2

10.1016/0008-8846(76)90007-7

10.1002/nme.761

10.1016/j.cma.2006.11.016

10.1016/S0013-7944(01)00128-X

10.1002/nme.849

10.1002/nme.2475

10.1016/j.cma.2007.02.014

10.1016/j.cma.2007.03.023

10.1002/nme.2023

10.1007/s00466-002-0394-z

10.1002/nme.2415

10.1002/nme.1233

10.1002/nme.1896

10.1016/j.jmps.2007.07.010

10.1002/nme.2488

10.1016/j.cma.2008.12.025

10.1002/nme.1256

10.1016/j.cma.2007.06.019

10.1002/nme.2028

10.1002/nme.2196

10.1016/j.cma.2008.05.012

10.1016/S0013-7944(02)00160-1

10.1002/nme.2815

10.1002/nme.596

10.1002/nme.2589

10.1002/nme.1388

10.1002/nme.2768

10.1002/nme.1570

10.1007/BF00155266

10.1007/978-3-662-05136-8

Sutradhar A, 2008, Symmetric Galerkin Boundary Element Method

10.1002/nme.2530

10.1002/nme.1601

10.1016/S0045-7825(01)00260-2

10.1002/nme.1048

10.1007/s00466-003-0503-7

10.1002/nme.2012

10.1002/nme.2419

10.1002/nme.1017

10.1002/nme.375

10.1002/nme.2259

10.1002/nme.1155

10.1016/j.cma.2005.05.022

10.1002/nme.2558

10.1016/S0045-7825(00)00391-1

10.1002/nme.1283

10.1002/nme.941

10.1002/nme.1718

10.1002/nme.2180

10.1002/nme.1368

10.1002/nme.2596

10.1016/j.cma.2003.12.019

Griebel M, 2002, Geometric Analysis and Nonlinear Partial Differential Equations,, 517

10.1007/s00466-005-0019-4

10.1002/nme.1675

10.1002/nme.1167

10.1002/nme.2376

10.1007/BF02165003

10.1051/m2an/197408R201291

10.1002/nme.1788

10.1016/j.cma.2008.02.033

Ladevèze P, 1998, Nonlinear Computational Structural Mechanics

Mergheim J, 2004, A hybrid discontinuous Galerkin/interface method for the computational modeling of failure, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 20, 511

10.1016/S0045-7825(96)01107-3

10.1002/9781118032824

10.1016/j.cma.2005.03.004

10.1016/0045-7825(94)90084-1

Bordas S, 2007, A simple error estimator for extended finite elements, Communications in Numerical Methods in Engineering, 24, 961, 10.1002/cnm.1001

10.1016/j.cma.2007.03.011

10.1002/nme.2332

10.1002/nme.1620030303

10.1002/nme.2313

10.1002/nme.1620330702

10.1002/nme.1620330703

10.1002/nme.2137

10.1002/nme.1966

10.1016/j.advengsoft.2007.06.003

10.1016/j.ijsolstr.2003.08.002

10.1016/j.engfracmech.2008.10.015