A Multiscale Computational Formulation for Gradient Elasticity Problems of Heterogeneous Structures
A Multiscale Computational Formulation for Gradient Elasticity Problems of Heterogeneous Structures
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异质结构梯度弹性问题的多尺度计算公式
DOI：
10.1142/s0219876216500304
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发表时间：
2016-08
影响因子：
1.7
通讯作者：
Xu Yuanjie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fu Ping;Liu Hui;Chu Xihua;Xu Yuanjie
在本文中，多尺度计算公式的非均质结构的二维和三维梯度弹性行为的建模。为了在宏观层次上有效地捕捉细观特性，基于交错梯度弹性格式，采用过采样单元技术构造了粗单元的多尺度数值插值函数.利用这些函数，可以方便地求出粗元的等效量，从而将材料的微观特性反映到宏观尺度上。因此，原边值问题的位移场可以在宏观层次上计算，而相应的细观梯度富集解也可以通过在每个粗单元域的子网格上进行降尺度计算来计算，这将显著降低计算成本。此外，几个有代表性的数值实验进行了证明所提出的多尺度公式的有效性和效率。
In this paper, a multiscale computational formulation is developed for modeling two- and three-dimensional gradient elasticity behaviors of heterogeneous structures. To capture the microscopic properties at the macroscopic level effectively, a numerical multiscale interpolation function of coarse element is constructed by employing the oversampling element technique based on the staggered gradient elasticity scheme. By virtue of these functions, the equivalent quantities of the coarse element could be obtained easily, resulting in that the material microscopic characteristics are reflected to the macroscopic scale. Consequently, the displacement field of the original boundary value problem could be calculated at the macroscopic level, and the corresponding microscopic gradient-enriched solutions could also be evaluated by adopting the downscaling computation on the sub-grids of each coarse element domain, which will reduce the computational cost significantly. Furthermore, several representative numerical experiments are performed to demonstrate the validity and efficiency of the proposed multiscale formulation.
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DOI：
--
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--
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--
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通讯作者：
V. monchiet;G. Bonnet
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