Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

A finite element perspective on nonlinear FFT-based micromechanical simulations

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21110%2F17%3A00312836" target="_blank" >RIV/68407700:21110/17:00312836 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="http://arxiv.org/abs/1601.05970" target="_blank" >http://arxiv.org/abs/1601.05970</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1002/nme.5481" target="_blank" >10.1002/nme.5481</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    A finite element perspective on nonlinear FFT-based micromechanical simulations

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Fourier solvers have become efficient tools to establish structure-property relations in heterogeneous materials. Introduced as an alternative to the finite element (FE) method, they are based on fixed-point solutions of the Lippmann-Schwinger type integral equation. Their computational efficiency results from handling the kernel of this equation by the fast Fourier transform (FFT). However, the kernel is derived from an auxiliary homogeneous linear problem, which renders the extension of FFT-based schemes to nonlinear problems conceptually difficult. This paper aims to establish a link between FE-based and FFT-based methods in order to develop a solver applicable to general history-dependent and time-dependent material models. For this purpose, we follow the standard steps of the FE method, starting from the weak form, proceeding to the Galerkin discretization and the numerical quadrature, up to the solution of nonlinear equilibrium equations by an iterative Newton-Krylov solver. No auxiliary linear problem is thus needed. By analyzing a two-phase laminate with nonlinear elastic, elastoplastic, and viscoplastic phases and by elastoplastic simulations of a dual-phase steel microstructure, we demonstrate that the solver exhibits robust convergence. These results are achieved by re-using the nonlinear FE technology, with the potential of further extensions beyond small-strain inelasticity considered in this paper.

  • Název v anglickém jazyce

    A finite element perspective on nonlinear FFT-based micromechanical simulations

  • Popis výsledku anglicky

    Fourier solvers have become efficient tools to establish structure-property relations in heterogeneous materials. Introduced as an alternative to the finite element (FE) method, they are based on fixed-point solutions of the Lippmann-Schwinger type integral equation. Their computational efficiency results from handling the kernel of this equation by the fast Fourier transform (FFT). However, the kernel is derived from an auxiliary homogeneous linear problem, which renders the extension of FFT-based schemes to nonlinear problems conceptually difficult. This paper aims to establish a link between FE-based and FFT-based methods in order to develop a solver applicable to general history-dependent and time-dependent material models. For this purpose, we follow the standard steps of the FE method, starting from the weak form, proceeding to the Galerkin discretization and the numerical quadrature, up to the solution of nonlinear equilibrium equations by an iterative Newton-Krylov solver. No auxiliary linear problem is thus needed. By analyzing a two-phase laminate with nonlinear elastic, elastoplastic, and viscoplastic phases and by elastoplastic simulations of a dual-phase steel microstructure, we demonstrate that the solver exhibits robust convergence. These results are achieved by re-using the nonlinear FE technology, with the potential of further extensions beyond small-strain inelasticity considered in this paper.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA13-22230S" target="_blank" >GA13-22230S: Hybridní víceúrovňové nástroje modelování heterogenních pevných látek</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2017

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    International Journal for Numerical Methods in Engineering

  • ISSN

    0029-5981

  • e-ISSN

    1097-0207

  • Svazek periodika

    111

  • Číslo periodika v rámci svazku

    10

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    24

  • Strana od-do

    903-926

  • Kód UT WoS článku

    000407854500001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85014905783