面向有限变形与大转动通用板壳结构的光滑粒子流体动力学公式
数值分析
2023-09-07 v1 计算工程、金融与科学
数值分析
摘要
本文提出一种降维的光滑粒子流体动力学（SPH）公式，用于经历有限变形与大转动的板壳结构的准静态与动力学分析。利用 Uflyand-Mindlin 板理论，该表面粒子公式仅通过在中性面使用一层粒子即可求解薄结构。为处理几何非线性并捕捉有限变形与大转动，引入了两个降维的线性再现修正矩阵，并建立了转角与伪法向之间加权非奇异转换关系。提出了一种新的非各向同性 Kelvin-Voigt 阻尼，专用于薄及中厚板壳结构以提高数值稳定性。此外，引入了一种带自适应限制器的剪切缩放动量守恒沙漏控制算法，以抑制粒子位置与伪法向之间以及由变形梯度估计所得二者之间的失配。通过一组全面的测试问题验证了本方法的精度与稳定性，这些问题的解析或数值结果来自文献或体积粒子 SPH 模型，可用于定量与定性比较。
引用
@article{arxiv.2309.02838,
title = {An SPH formulation for general plate and shell structures with finite deformation and large rotation},
author = {Dong Wu and Chi Zhang and Xiangyu Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.02838},
year = {2023}
}
备注
62 pages and 25 figures