dune-composites——用于层压板高性能有限元建模的新框架
数值分析
2018-05-01 v1
摘要
有限元（FE）分析有望替代当前认证航空航天层压板所需的大量昂贵实验测试。然而，要对整个飞机部件建模同时精确分辨微尺度缺陷，需要大量的自由度。作者们在DUNE中实现的新型模块dune-composites提供了一种利用新颖迭代求解器高效求解大规模问题的工具。其关键创新是一种预条件子，可保证迭代次数与问题规模无关而保持恒定。其鲁棒性已在Spillane等人（Numer. Math. 126, 2014）中针对各向同性问题得到严格证明。对于复合材料中的各向异性问题，本文首次通过数值验证。DUNE中的并行实现在数千核上近乎最优扩展。为展示这一点，我们提出一项原创数值研究，改变局部皱褶的形状及其对弯曲层压板强度的影响。这需要高保真网格，在每层铺层和界面层中包含至少四层二次单元，突显了对dune-composites的需求——该框架在2048核上针对具有1.73亿自由度的实际复合材料问题可实现仅略超过2分钟的运行时长。
引用
@article{arxiv.1707.04228,
title = {dune-composites -- A New Framework for High-Performance Finite Element Modelling of Laminates},
author = {Anne Reinarz and Tim Dodwell and Tim Fletcher and Linus Seelinger and Richard Butler and Robert Scheichl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.04228},
year = {2018}
}