Modeling 2D transient heat conduction problems by the numerical manifold method on Wachspress polygonal elements
Modeling 2D transient heat conduction problems by the numerical manifold method on Wachspress polygonal elements
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在 Wachspress 多边形单元上通过数值流形方法对二维瞬态热传导问题进行建模
DOI：
10.1016/j.apm.2017.03.043
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发表时间：
2017-08
影响因子：
5
通讯作者：
Fan L. F.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang H. H.;Han S. Y.;Fan L. F.
由于使用双盖系统，即，数值流形方法（NMM）具有数学覆盖和物理覆盖的双重特性，能够解决边界不一致网格下的物理问题。同时，n-FEM（n>4）由于其更大的离散灵活性，对体积锁定和剪切锁定的敏感性更小，更适合于复杂微观结构的模拟，因此给人留下了深刻的印象。本文将数值方法与Wachspress型六角单元相结合，用于求解二维瞬态热传导问题。基于控制方程、NMM温度近似和修正变分原理，推导了NMM离散方程。给出了含时整体方程的求解策略和空间积分格式。通过几个典型的例子证明了所提出的方法在离散化和精度的优势，随着复杂性的增加。实现了非稳态热分析中多边形单元在数值方法中的扩展。
Due to the use of dual cover systems, i.e., the mathematical cover and the physical cover, the numerical manifold method (NMM) is able to solve physical problems with boundary-inconsistent meshes. Meanwhile,n-gons (n>4) are very impressive, due to their greater flexibility in discretization, less sensitivity to volumetric and shear locking, and better suitability for complex microstructures simulation. In this paper, the NMM, combined with Wachspress-type hexagonal elements, is developed to solve 2D transient heat conduction problems. Based on the governing equations, the NMM temperature approximation and the modified variational principle, the NMM discrete formulations are deduced. The solution strategy to time-dependent global equations and the spatial integration scheme are presented. The advantages of the proposed approach in both discretization and accuracy are demonstrated through several typical examples with increasing complexity. The extension of polygonal elements in unsteady thermal analysis within the NMM is realized.
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DOI：
10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.07.029
发表时间：
2014-11
影响因子：
5.2
作者：
W. Yao;Bo Yu;Xiaowei Gao;Q. Gao
通讯作者：
W. Yao;Bo Yu;Xiaowei Gao;Q. Gao
DOI：
10.1080/10407790802557524
发表时间：
2009-01
期刊：
Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals
影响因子：
--
作者：
Chi-Chang Wang
通讯作者：
Chi-Chang Wang
DOI：
10.1002/nme.4802
发表时间：
2015-01-27
影响因子：
2.9
作者：
Chi, Heng;Talischi, Cameron;Paulino, Glaucio H.
通讯作者：
Paulino, Glaucio H.
DOI：
10.1016/j.cma.2015.12.025
发表时间：
2016-07
影响因子：
7.2
作者：
Heng Chi;Cameron Talischi;O. Lopez-Pamies;G. Paulino
通讯作者：
Heng Chi;Cameron Talischi;O. Lopez-Pamies;G. Paulino
影响因子：
5.4
作者：
L. Wong;Zhijun Wu
通讯作者：
L. Wong;Zhijun Wu