Polygonal finite element modeling of crack propagation via automatic adaptive mesh refinement

M. Shahrezaei; H. Moslemi

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자료유형: 학술저널

저자정보: M. Shahrezaei (Shahed University) H. Moslemi (Shahed University)

저널정보: 국제구조공학회 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Vol.75 No.6

발행연도: 2020.1

수록면: 685 - 699 (15page)

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Polygonal finite element provides a great flexibility in mesh generation of crack propagation problems where the topology of the domain changes significantly. However, the control of the discretization error in such problems is a main concern. In this paper, a polygonal-FEM is presented in modeling of crack propagation problems via an automatic adaptive mesh refinement procedure. The adaptive mesh refinement is accomplished based on the Zienkiewicz–Zhu error estimator in conjunction with a weighted SPR technique. Adaptive mesh refinement is employed in some steps for reduction of the discretization error and not for tracking the crack. In the steps that no adaptive mesh refinement is required, local modifications are applied on the mesh to prevent poor polygonal element shapes. Finally, several numerical examples are analyzed to demonstrate the efficiency, accuracy and robustness of the proposed computational algorithm in crack propagation problems.

#polygonal finite element #adaptive mesh refinement #error estimation #crack propagation #linear fracture mechanics

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Anitescu, C. / 2018 / Recovery-based error estimation and adaptivity using high-order splines over hierarchical T-meshes / Comput. Methods. Appl. Mech. Eng 328:638~662

Beirão Da Veiga, L. / 2013 / Basic principles of virtual element methods / Math. Models Methods Appl. Sci 23:199~214

Belytschko, T. / 1995 / Crack propagation by element-free Galerkin methods / Eng. Fracture Mech 51:295~315

Bittencourt, T. N. / 1996 / Quasi-automatic simulation of crack propagation for 2D lefm problems / Eng. Fracture Mech 55:321~334

Chen, J. / 2016 / Three-dimensional superconvergent gradient recovery on tetrahedral meshes / J. Numerical Methods Eng 108:819~838

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M. Shahrezaei

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주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

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