A numerical framework for two-dimensional large deformation of inhomogeneous swelling of gels using the improved complex variable element-free Galerkin method
A numerical framework for two-dimensional large deformation of inhomogeneous swelling of gels using the improved complex variable element-free Galerkin method
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使用改进的复变量无元素伽辽金法求解凝胶非均匀溶胀二维大变形的数值框架
DOI：
10.1016/j.cma.2014.02.008
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发表时间：
2014-06
影响因子：
7.2
通讯作者：
Liew K.M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li D.M.;Zhang Z.;Liew K.M.
提出了一种基于改进的复变量无网格伽辽金(ICVEFG)方法的凝胶非均匀膨胀大变形分析的数值框架。通过将化学势载荷转化为机械载荷，得到了一个分解的自由能函数，避免了将化学势作为类温度变量处理的困难。推导了凝胶非均匀溶胀的Galerkin弱形式方程组。本质边界条件是通过惩罚方法施加的。由此得到了凝胶大变形非均匀溶胀的改进复变量移动最小二乘(ICVMLS)近似公式。利用所开发的ICVEFG框架研究了一些非均匀膨胀行为的例子，如起皱、折皱和分叉。
A numerical framework based on the improved complex variable element-free Galerkin (ICVEFG) method is developed for large deformation analysis of inhomogeneous swelling of gels. In this work, a decomposed free-energy function is derived that avoids the difficulty of treating the chemical potential as a temperature-like variable by changing the chemical potential load into a mechanical load. The Galerkin weak form equation system is derived for inhomogeneous swelling of gels. The essential boundary conditions are imposed through the penalty method. This leads to the corresponding formulae of the improved complex variable moving least-squares (ICVMLS) approximation for 2-D large deformation inhomogeneous swelling of gels. Some example problems of inhomogeneous swelling induced behaviors such as wrinkling, crease and bifurcation are investigated using the developed ICVEFG framework.
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