等几何非协调 Kirchhoff-Love 壳片的内部罚耦合策略

本工作专注于使用等几何分析耦合修剪后的壳片，该方法基于高连续性样条，能够无缝满足基于 Kirchhoff-Love 离散化的 $C^1$ 要求。通过对称内部罚方法实现了耦合条件的弱强制，其中通量使用其正确的变分一致表达式进行计算，该表达式仅在最近才被提出，且在此处是前所未有的在耦合条件背景下被采用。本构关系考虑了一般复合材料，尽管所提出的测试是在均匀厚度和层压序列的假设下进行的。数值实验评估了该方法在各向同性板、复合材料板，以及来自新壳障碍课程中的各向同性双曲抛物面壳上的表现。选择边界条件和域力以再现构造解析解，并将其作为参考以在 $L^2$、$H^1$ 和 $H^2$ 范数中计算严格的收敛曲线，这些曲线非常接近理论预测的最优曲线。此外，我们对一个包含五个相交复合材料圆柱壳的复杂结构进行了最终测试，其几何形状直接从 STEP 文件导入。结果与通过商业软件获得的结果表现出极好的一致性，展示了该方法在实际工业应用中的潜力。