Técnicas de recuperación de desplazamiento basadas en interpolación de puntos radiales libres para análisis de elementos finitos elásticos
Autores: Ahmed, Mohd.; Singh, Devinder; AlQadhi, Saeed; Alrefae, Majed A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Técnicas de recuperación de desplazamiento basadas en interpolación de puntos radiales libres para análisis de elementos finitos elásticos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Método de recuperación de errores de desplazamiento
Entorno sin malla
Solución de elementos finitos
Técnica de interpolación de puntos radiales (RPI)
Funciones de base radial (RBF)
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El estudio desarrolla el método de recuperación de error de desplazamiento en un entorno sin malla para la solución de elementos finitos empleando la técnica de interpolación de puntos radiales (RPI). La técnica RPI utiliza funciones de base radial (RBF), junto con funciones de base polinómicas para interpolar los campos de desplazamiento en un parche de nodos y recuperar el error en el campo de desplazamiento. Los errores globales y locales se cuantifican en normas de energía y L a partir del campo de desplazamiento postprocesado. La técnica RPI considera multi-cuádricas/gaussiana/placa delgada RBF en combinación con función de base lineal para el análisis de recuperación de error de desplazamiento. Los ejemplos de placas elásticas se analizan para demostrar la convergencia del error y la efectividad de los procedimientos de recuperación de desplazamiento RPI empleando parches sin malla y dependientes de malla. El rendimiento de los estimadores de error basados en RPI también se compara con el estimador de error basado en cuadrados mínimos dependiente de malla. Se utilizan elementos triangulares y cuadriláteros para la discretización de dominios de placas. Se verifica que las RBF con sus parámetros de forma, elección de elementos y normas de errores influyen considerablemente en la recuperación de error de desplazamiento basada en RPI de la solución de elementos finitos. Los resultados numéricos muestran que la técnica de recuperación de desplazamiento basada en RPI sin malla es más efectiva y logra la precisión deseada en el análisis adaptativo con un menor número de elementos en comparación con RPI dependiente de malla y cuadrados mínimos dependientes de malla. También se concluye que la técnica de recuperación sin malla propuesta puede resultar ser la más adecuada para la recuperación de errores y el análisis adaptativo de problemas que involucran grandes cambios de dominio y discontinuidades de dominio.
Descripción
El estudio desarrolla el método de recuperación de error de desplazamiento en un entorno sin malla para la solución de elementos finitos empleando la técnica de interpolación de puntos radiales (RPI). La técnica RPI utiliza funciones de base radial (RBF), junto con funciones de base polinómicas para interpolar los campos de desplazamiento en un parche de nodos y recuperar el error en el campo de desplazamiento. Los errores globales y locales se cuantifican en normas de energía y L a partir del campo de desplazamiento postprocesado. La técnica RPI considera multi-cuádricas/gaussiana/placa delgada RBF en combinación con función de base lineal para el análisis de recuperación de error de desplazamiento. Los ejemplos de placas elásticas se analizan para demostrar la convergencia del error y la efectividad de los procedimientos de recuperación de desplazamiento RPI empleando parches sin malla y dependientes de malla. El rendimiento de los estimadores de error basados en RPI también se compara con el estimador de error basado en cuadrados mínimos dependiente de malla. Se utilizan elementos triangulares y cuadriláteros para la discretización de dominios de placas. Se verifica que las RBF con sus parámetros de forma, elección de elementos y normas de errores influyen considerablemente en la recuperación de error de desplazamiento basada en RPI de la solución de elementos finitos. Los resultados numéricos muestran que la técnica de recuperación de desplazamiento basada en RPI sin malla es más efectiva y logra la precisión deseada en el análisis adaptativo con un menor número de elementos en comparación con RPI dependiente de malla y cuadrados mínimos dependientes de malla. También se concluye que la técnica de recuperación sin malla propuesta puede resultar ser la más adecuada para la recuperación de errores y el análisis adaptativo de problemas que involucran grandes cambios de dominio y discontinuidades de dominio.