一种一维Cosserat梁和二维固体表面的一致混合维耦合方法
摘要：一种用于耦合三维实体的一维纤维与二维表面的新型计算方法被提出。纤维被建模为一维Cosserat连续体（梁），具有六个局部自由度，包括三个位置自由度和三个旋转自由度。针对这种问题类型，提出了一种运动一致的一维-二维耦合方案，考虑了沿梁的位置自由度和旋转自由度。通过强制梁中心线上的一点与实体表面上的相应点之间的常规距离来耦合位置自由度。这种策略需要对实体表面法向量场进行一致的描述，以保证基本的机械性质，如角动量守恒。以前的研究中考虑了梁的旋转自由度的耦合以及适当的旋转张量，用于表示Boltzmann连续体中的局部方向。在本研究中，这种耦合方法将通过构建代表局部表面方向的旋转张量来扩展。几个数值实例证明了所提方法的一致性、稳健性和准确性。为了展示其在实际多物理系统中的适用性，还介绍了血管支架流固耦合示例。
作者：Ivo Steinbrecher and Nora Hagmeyer and Christoph Meier and Alexander Popp
论文ID：2210.16010
分类：Computational Engineering, Finance, and Science
分类简称：cs.CE
提交时间：2022-10-31