局部化梯度损伤方法在MATLAB中计算高效的向量化实现
数值分析
2023-01-18 v1 数值分析
摘要
本工作中，将一种近期发展的称为局部化梯度损伤方法（LGDM）的断裂建模方法在MATLAB中实现。MATLAB以其简单易学的编程界面在计算研究界闻名。因此，研究人员通常偏好使用MATLAB进行计算模型的初期开发（原型设计）。然而，由于计算效率低，MATLAB开发的代码很少用于大规模模拟（在初期开发完成后）。因此，本工作提出了一种使用MATLAB向量化的计算高效的LGDM实现。选择LGDM（作为断裂建模方法）是基于其建立在微形态框架上的热力学一致公式。此外，LGDM的非线性耦合场公式使其适用于在非线性有限元环境下测试向量化MATLAB实现的计算效率。本工作表明，与非向量化实现（使用MATLAB parfor并行化）相比，向量化MATLAB实现可节省显著的计算资源和时间。该向量化MATLAB实现通过在消费级PC上求解1D、2D和3D数值问题进行了测试，展示了向量化实现在资源有限系统上高效运行模拟的能力。示例源代码作为补充材料提供，将对从事类似耦合场模型的研究人员有所帮助。
引用
@article{arxiv.2301.06503,
title = {A Computationally Efficient Vectorized Implementation of Localizing Gradient Damage Method in MATLAB},
author = {Subrato Sarkar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06503},
year = {2023}
}
备注
35 pages, 26 figures