Theoretical and numerical analysis for a phase-field model describing the crack growth phenomenon

描述裂纹扩展现象的相场模型的理论和数值分析

• 批准号: 19K14605
• 负责人: GAO Yueyuan
• 金额: $ 1.08万
• 依托单位: Hokkaido University (2021-2022)National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2019-2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14605/
• 关键词: Crack growth phenomenon; Phase-field models; Inverse problem; Inhomogeneity; Fracture toughness; Phase-field Model; Inverse estimation; Data science; Phase-field model; Numerical analysis; Finite volume method

In this project, we first study the crack propagation in an inhomogeneous media in which fracture toughness varies in space. By using the two phase-field models based on two different surface energy functionals, which are so called AT1 and AT2 models, we perform simulations of the crack propagation and show that the J-integral reflects the effective inhomogeneous toughness. We then formulate inverse problems to estimate space-dependent fracture toughness from the crack path. Our method which is based on data pre-processing and regression, successfully estimates the positions and magnitude of tougher regions. We also demonstrate that our method works for different geometry of inhomogeneity.

在本计画中，我们首先研究断裂韧度随空间变化的非均匀介质中的裂纹扩展。通过使用基于两种不同的表面能泛函的两个相场模型，这是所谓的AT 1和AT 2模型，我们进行了模拟的裂纹扩展，并表明J积分反映了有效的非均匀韧性。然后，我们制定反问题来估计空间依赖的断裂韧性从裂纹路径。我们的方法，这是基于数据的预处理和回归，成功地估计的位置和更强硬的区域的大小。我们还表明，我们的方法适用于不同的几何形状的不均匀性。

项目成果

Uniqueness of the Entropy Solution of a Stochastic Conservation Law with a Q-Brownian Motion

具有Q-布朗运动的随机守恒定律熵解的唯一性

• 发表时间: 2019
• 作者: Gao Yueyuan;Yoshinaga Natsuhiko;Yueyuan Gao;Yueyuan Gao
• 通讯作者: Yueyuan Gao

A Generalized Finite Volume Method for Density Driven Flows in Porous Media

多孔介质中密度驱动流动的广义有限体积法

• DOI: 10.3390/en14196151
• 发表时间: 2021
• 期刊: Energies
• 影响因子: 3.2
• 作者: Gao Yueyuan;Hilhorst Danielle;Vu Do Huy Cuong
• 通讯作者: Vu Do Huy Cuong

フェーズフィールドモデルを用いた不均一材料の破壊靭性値の推定

使用相场模型估计异质材料的断裂韧性值

• 发表时间: 2021
• 作者: Gao Yueyuan;義永那津人;Gao Yueyuan
• 通讯作者: Gao Yueyuan

Existence and uniqueness of the entropy solution of a stochastic conservation law with a Q‐Brownian motion

Q-布朗运动随机守恒定律熵解的存在唯一性

• DOI: 10.1002/mma.6329
• 发表时间: 2020
• 期刊: Mathematical Methods in the Applied Sciences
• 影响因子: 2.9
• 作者: Funaki Tadahisa;Gao Yueyuan;Hilhorst Danielle
• 通讯作者: Hilhorst Danielle

Inverse estimation of inhomogeneous materials’ fracture toughness by using a phase-field model

使用相场模型逆估计非均匀材料的断裂韧性

• 发表时间: 2022
• 作者: Gao Yueyuan;義永那津人
• 通讯作者: 義永那津人