Phase field models are promising to tackle various fracture problems where a diffusive crack is introduced and modelled using the phase variable. Owing to the non-convexity of the energy functional, the derived partial differential equations are usually solved in a staggered manner. However, this method suffers from a low convergence rate, and a large number of staggered iterations are needed, especially at the fracture nucleation and propagation. In this study, we propose novel staggered schemes, which are inspired by the fixed-stress split scheme in poromechanics. By fixing the stress when solving the damage evolution, the displacement increment is expressed in terms of the increment of the phase variable. The relation between these two increments enables a prediction of the displacement and the active energy based on the increment of the phase variable. Thus, the maximum number of staggered iterations is reduced, and the computational efficiency is improved. We present three staggered schemes by fixing the first invariant, second invariant, or both invariants of the stress, denoted by S1, S2, and S3 schemes. The performance of the schemes is then verified by comparing with the standard staggered scheme through three benchmark examples, i.e., tensile, shear, and L-shape panel tests. The results exhibit that the force-displacement relations and the crack patterns computed using the fast schemes are consistent with the ones based on the standard staggered scheme. Moreover, the proposed S1 and S2 schemes can largely reduce the maximum number of staggered iterations and total CPU time in all benchmark tests. The S2 scheme performs comparably except in the shear test, where the underlying assumption is violated in the region close to the crack.


翻译:由于能量功能的不调和,衍生的局部差分方程式通常以错开的方式解决。但是,这种方法的趋同率较低,需要大量错开迭代,特别是在断裂核核分离和传播方面。在本研究中,我们提出新的错开办法,这些办法受固态螺旋裂裂分法的启发,采用阶段变异法的模型。在解决损坏演变时,变异增加主要表现为阶段变异的增量。这两种增量之间的关系使得人们可以根据阶段变异的增量来预测变异率和主动能量。因此,错开迭迭代的最大次数减少,计算效率得到提高。我们提出三种错开的错开办法,先是修复第一个变异性、第二个变异性或压力的变异性,然后用S1、S2和S3的变异性变异变法来表示。这两种变异变法之间的关系关系关系关系,在Slder-C2和S3级变异的变异变法中,在Slight-Creal 变变变变法中,在Straal-real roal tal tal tal tal tal test test test sal tal test sal tal test sal tal test sal tal tal tal test sal sal test sal sal sal 和slateslt sal talt sal 和S- sal test sal ex sal test saltaltaltal tal test sal test saltaltal resslate sal tal restaltaltaltal 和stal_ ress suptal 和s 和stal sal_ ressal sal sal sal sal sal restal resstal resstal sal ress ress restal restal restal ress restal restal restal restal tal restal restal restal restal restal ressl) restal ress restal 和Sl) 和s

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
72+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
159+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月25日
VIP会员
相关资讯
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员