Modeling structural deformation and failure in fluid-structure interaction with WC-TLSPH
Modeling structural deformation and failure in fluid-structure interaction with WC-TLSPH
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使用 WC-TLSPH 对流固耦合中的结构变形和失效进行建模
DOI：
10.3389/fenvs.2022.1024488
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发表时间：
2022-09
影响因子：
4.6
通讯作者：
Chi Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Haitao Wu;Shenglong Gu;Lirong Tian;Jiaye Li;Chen Chen;Chi Zhang
本文采用基于开源多物理场、多分辨率SPHinXsys库的耦合弱压缩（WC）和全拉格朗日（TL）光滑粒子流体力学（SPH）模型，模拟了流固耦合（FSI）中的结构变形与破坏问题。针对原有TLSPH方法无法模拟裂纹及其扩展的问题，建立了基于TLSPH的断裂模型，并分别通过快加载和慢加载两种情况进行了验证。在已有断裂模型的基础上，将TLSPH方法与WCSPH方法相结合，模拟溃坝水流对弹/弹塑性折流板的冲击。与文献数据的对比表明，本文所建立的耦合WC-TLSPH模型能够较准确地模拟涉及图形断裂过程的FSI问题，表明所建立的模型在科学和工业应用中模拟弹塑性结构破坏的潜力。
In this paper, the coupled weakly compressible (WC) and total Lagrangian (TL) smoothed particle hydrodynamics (SPH) model based on the open-source multi-physics and multi-resolution SPHinXsys library is used to simulate the structural deformation and failure problem in fluid-structure interaction (FSI). Aiming at the problem that the original TLSPH method could not simulate the cracks and their propagation, the fracture model based on TLSPH is established, and then verified by fast-loading and slow-loading cases respectively. With the fracture model in hand, the TLSPH method is coupled with the WCSPH method to simulate the breaking dam flow impacting on an elastic/elastoplastic baffle. The comparison with the literature data shows that the present coupled WC-TLSPH model can accurately simulate the FSI problem where figurative fracture process is involved, indicating the compromising potential of the established model to simulate the elastoplastic structural failure in scientific and industrial applications.
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DOI：
10.1016/s0045-7825(01)00254-7
发表时间：
2001-01-01
影响因子：
7.2
作者：
Gray, JP;Monaghan, JJ;Swift, RP
通讯作者：
Swift, RP
DOI：
10.1016/j.jcp.2017.02.016
发表时间：
2017-05
期刊：
J. Comput. Phys.
影响因子：
--
作者：
Chi Zhang;Xiangyu Y. Hu;N. Adams
通讯作者：
Chi Zhang;Xiangyu Y. Hu;N. Adams
DOI：
10.1002/1097-0207(20000730)48:9
发表时间：
2000-07
影响因子：
2.9
作者：
J. J. Pérez-Gavilán-J.;M. Aliabadi
通讯作者：
J. J. Pérez-Gavilán-J.;M. Aliabadi
DOI：
10.1016/j.jcp.2017.01.027
发表时间：
2017-04
期刊：
J. Comput. Phys.
影响因子：
--
作者：
Chi Zhang;Xiangyu Y. Hu;N. Adams
通讯作者：
Chi Zhang;Xiangyu Y. Hu;N. Adams
DOI：
10.1201/9781315373140-19
发表时间：
2016-11
期刊：
Simulation of Additive Manufacturing using Meshfree Methods
影响因子：
--
作者：
Donald H. House;John Keyser
通讯作者：
Donald H. House;John Keyser