基于浸入方法的 IGA 与近场动力学耦合用于空中爆炸流固相互作用
数值分析
2021-08-26 v1 数值分析
摘要
我们提出了一种基于等几何分析（IGA）与近场动力学（PD）浸入耦合的新公式，用于模拟空中爆炸的流固相互作用（FSI）现象。我们旨在开发一种实用的计算框架，能够捕捉空中爆炸与经历大范围非弹性变形以及极端损伤和碎裂的固体和结构相耦合的力学行为。所使用的浸入技术涉及一个先验的整体 FSI 公式，该公式隐式检测流固界面且对固体域运动没有限制。流体和结构力学方程的耦合弱形式在背景网格上求解。前景域中的无网格固体采用基于对应关系的 PD 进行建模。我们在背景域中使用非均匀有理 B 样条（NURBS）IGA 函数，在前景域的 PD 固体中使用再生核粒子法（RKPM）函数。我们认为，由于 IGA 和 RKPM 的高阶精度与平滑性、浸入方法在处理流固耦合时的优势，以及 PD 在模拟断裂和碎裂场景中的能力，这些数值工具的组合对于所关注的问题类别极具吸引力。提供了数值算例以说明所提出的空中爆炸 FSI 框架的性能。
引用
@article{arxiv.2108.11265,
title = {Coupling of IGA and Peridynamics for Air-Blast Fluid-Structure Interaction Using an Immersed Approach},
author = {Masoud Behzadinasab and Georgios Moutsanidis and Nathaniel Trask and John T. Foster and Yuri Bazilevs},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.11265},
year = {2021}
}
备注
26 pages, 12 figures