The hierarchical finite cell method for problems in structural mechanics
- Autor:innen:
- Reihe:
- Mechanik/Bruchmechanik, Band 348
- Verlag:
- 2017
Zusammenfassung
The finite cell method (FCM) is a combination of the fictitious domain approach and high-order finite elements. This thesis is concerned with the study of the numerical challenges of this method, and it investigates possible approaches to overcome them. Herein, we will introduce and study different numerical integration schemes, such as the adaptive integration method and the moment fitting approach. To improve the convergence behavior of the FCM for problems with heterogeneous material, we will also propose two high-order enrichment strategies based on the hp-d approach and the partition of unity method. Moreover, the application of the FCM will be extended to the simulation of wave propagation problems, employing spectral elements and a novel mass lumping technique.
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Schlagworte
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Bibliographische Angaben
- Copyrightjahr
- 2017
- ISBN-Print
- 978-3-18-334818-3
- ISBN-Online
- 978-3-18-634818-0
- Verlag
- VDI Verlag, Düsseldorf
- Reihe
- Mechanik/Bruchmechanik
- Band
- 348
- Sprache
- Deutsch
- Seiten
- 154
- Produkttyp
- Monographie
Inhaltsverzeichnis
- Titelei/Inhaltsverzeichnis Teilzugriff Seiten I - X Download Kapitel (PDF)
- Motivation Kein Zugriff
- Scope and outline of this work Kein Zugriff
- The strong and weak form of the governing equations Kein Zugriff
- The finite element method Kein Zugriff
- Mesh generation and the finite cell method Kein Zugriff
- Fast algorithms to introduce the indicator function Kein Zugriff
- Neumann boundary conditions Kein Zugriff
- Dirichlet boundary conditions Kein Zugriff
- Numerical integration of cut cells Kein Zugriff
- Material interfaces and weak discontinuities Kein Zugriff
- Efficient iterative solvers Kein Zugriff
- Elastostatic analysis of a one-dimensional rod Kein Zugriff
- Perforated plate Kein Zugriff
- Porous domain Kein Zugriff
- Numerical integration of unbroken cells Kein Zugriff
- Performance of Gaussian quadrature rules in facing discontinuities Kein Zugriff
- Composed integration based on conforming local meshes Kein Zugriff
- Composed integration based on uniform sub-cell division Kein Zugriff
- Composed integration based on spacetrees Kein Zugriff
- Resolution of the integration mesh Kein Zugriff
- Composed integration with an hp-refinement procedure Kein Zugriff
- Step 1: Selection of the basis functions Kein Zugriff
- Step 2: Setting up the position of the quadrature points Kein Zugriff
- Computing the right-hand side on B-rep models Kein Zugriff
- Computing the right-hand side on voxel models Kein Zugriff
- Computing the right-hand side on implicitly described geometries Kein Zugriff
- Step 4: Solving the equation system Kein Zugriff
- Recovery of the Gauss quadrature rule Kein Zugriff
- Cell cut by a planar surface Kein Zugriff
- Cell cut by several planar surfaces Kein Zugriff
- Cell cut by a curved surface Kein Zugriff
- Cell cut by several curved surfaces Kein Zugriff
- Numerical integration on voxel models Kein Zugriff
- Perforated plate Kein Zugriff
- Sphere under hydrostatic stress state Kein Zugriff
- Porous domain under pressure Kein Zugriff
- FCM for problems with material interfaces Kein Zugriff
- Local refinement and adaptivity Kein Zugriff
- Smooth level set functions Kein Zugriff
- Non-smooth level set functions Kein Zugriff
- Stable XFEM/GFEM Kein Zugriff
- Blended enrichment Kein Zugriff
- Local enrichment with the aid of the hp-d method Kein Zugriff
- Selection of proper enrichment strategy Kein Zugriff
- Elastostatic analysis of a bi-material one-dimensional rod Kein Zugriff
- Bi-material perforated plate with curved holes Kein Zugriff
- Interplay between the fictitious domain and the enrichment zone Kein Zugriff
- 3D cube with cylindrical inclusion Kein Zugriff
- Heterogeneous material Kein Zugriff
- Temporal discretization and lumped mass matrix Kein Zugriff
- Row-sum technique for cut cells Kein Zugriff
- Mass scaling technique Kein Zugriff
- Diagonal scaling technique Kein Zugriff
- Lamb waves in a 2D plate Kein Zugriff
- Lamb waves in a perforated plate Kein Zugriff
- Lamb waves in a 2D porous plate Kein Zugriff
- Wave propagation in a sandwich plate Kein Zugriff
- Summary and Outlook Kein Zugriff Seiten 133 - 135
- Gauss-Legendre quadrature Kein Zugriff
- Gauss-Legendre-Lobatto quadrature Kein Zugriff
- Polynomial integrands Kein Zugriff Seiten 138 - 138
- Chen-Babuška points Kein Zugriff Seiten 139 - 139
- Bibliography Kein Zugriff Seiten 140 - 154





