ILS-MPM：一种基于隐式水平集的物质点法用于可变形颗粒的摩擦颗粒接触力学
计算工程、金融与科学
2020-11-03 v3
摘要
通过保形网格对摩擦多体接触问题进行有限元模拟可能具有挑战性且计算量大。为了刻画几何特征，必须使用非结构网格，这不可避免地增加了自由度，从而使从/主面对的构建更加困难。在这项工作中，我们引入了一种隐式物质点法，旨在通过采用水平集函数在结构化网格上表示边界，从而绕过物体的网格划分。如 leichner 等人 (2019) 所示，这种隐式函数表示提供了一种通过最近点投影将无偏中间参考曲面与真实边界联系起来的优雅方法。然后我们通过罚函数法强制接触约束，其中库仑摩擦定律作为弹塑性本构模型实现，使得可以使用返回映射算法为粘着和滑移状态提供本构更新。为了适当地演化接触的几何形状，哈密顿-雅可比方程被增量求解，使得水平集和物质点都根据变形场更新。为了提高物质点法数值积分的精度和规则性，使用移动最小二乘法将物质点的数值投影回高斯-勒让德求积的标准位置。使用了几个基准来验证所提出的模型。与离散元模拟进行比较，以分析应力场对预测颗粒集合宏观响应的重要性。
引用
@article{arxiv.2001.02412,
title = {ILS-MPM: an implicit level-set-based material point method for frictional particulate contact mechanics of deformable particles},
author = {Chuanqi Liu and Waiching Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.02412},
year = {2020}
}