Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Minimal kinematic boundary conditions for computational homogenization of the permeability coefficient

Wojciechowski M.

Acta Mechanica et Automatica

|

2017

|

Vol. 11, no. 3

199--203

EN

In the paper, computational homogenization approach is used for recognizing the macroscopic permeability from the microscopic representative volume element (RVE). Flow of water, at both macro and micro level, is assumed to be ruled by Darcy law. A special averaging constraint is used for numerical flow analysis in RVE, which allows to apply macroscopic pressure gradient without the necessity to use directly Dirichlet or Neumann boundary conditions. This approach allows arbitrarily shaped representative volumes and eliminates undesirable boundary effects. Generated effective permeability takes into account the structuring effects, what is an advantage over other homogenization methods, like self-consistent one.

2

Two-scale modelling of reactive powder concrete. Part I: representative volume element and solution of the corresponding boundary value problem

Denisiewicz A., Kuczma M.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2013

|

No. 10

41--61

EN

The article is the first part of a series concerned with the modelling of reactive powder concrete by using a numerical homogenization technique. This technique is a multi-scale modelling approach. Specifically, in this paper a two scale modelling concept was applied. A model of reactive powder concrete (RPC) is considered whose behaviour on the macro scale is described on the basis of the phenomena occurring in the microstructure of the material. This approach provides the ability to take into account some complex phenomena occurring in the microstructure and their influence on the macroscopic physical and mechanical properties of the material. The method does not require knowledge of the constitutive equation parameters at the macro level. These are determined implicitly for each load increment on the basis of numerical model of a representative volume element,(RVE), which reflects the geometrical layout of particular material phases, their constitutive relations and mutual interactions. In this paper the linearly elastic behaviour of each constituent material is assumed within the small strain range. In solving the boundary value problems formulated on the RVE for RPC, the finite element method was utilized. A number of numerical test examples were solved which illustrate the influence of inhomogeneities on the overall response.

PL

Artykuł jest pierwszą częścią pracy dotyczącej modelowaniu betonów z proszków reaktywnych przy zastosowaniu numerycznej homogenizacji. Technika ta jest podejściem wielkoskalowego modelowania. W tym konkretnym przypadku modelowania dwuskalowego. Zachowanie modelu betonu typu RPC w skali makro (skala punktu materialnego, poziom opisu fenomenologicznego) opisywane jest na podstawie zjawisk zachodzących w mikrostrukturze materiału (mikroskala). Takie podejście daje możliwość uwzględnienia szeregu zjawisk zachodzących w mikrostrukturze na właściwości fizyczne i mechaniczne materiału. Na przykład wpływ mikropęknięć na wytrzymałość betonu. Nie bez znaczenia jest fakt, że metoda nie wymaga znajomości równań konstytutywnych w skali makro, związki te są wyznaczane w sposób niejawny dla każdego przyrostu obciążenia na podstawie numerycznego modelu reprezentatywnego elementu objętościowego RVE. Do wyznaczenia niejawnych związków fizycznych w makroskali niezbędna jest znajomość geometrii mikrostruktury, równań konstytutywnych na poziomie skali mikro oraz ich parametrów. W tej pierwszej części pracy ograniczono się do sformułowania i rozwiązania zagadnienia brzegowego na poziomie mikroskali dla zadanych makronaprężeń na brzegu RVE. Opracowano własny program komputerowy, który generuje w sposób losowy mikrostrukturę RPC i rozwiązuje problem brzegowy zdyskretyzowany metodą elementów skończonych. Praca zawiera wyniki obliczeń zadań testowych.

3

Multiscale modeling of osseous tissues

Burczyński T., Kuś W., Brodacka A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2010

|

Vol. 48 nr 4

855-870

EN

The paper presents a methodology of the multiscale bone modeling in which the task of identification of material parameters plays the crucial role. A two-scale analysis of the bone is considered and the problem of identification, formulated as an inverse problem, is examined as an important stage of the modelling process. The human femur bone, built form cancellous and cortical bone, is taken as an example of an osseous tissue, and the computational multiscale approach is considered. The methodology presented in the paper allows one to analyze the two-scale model with the use of computational homogenization. The representative volume element (RVE) is created for the microstructure of the basis of micro-CT scans. The macro and micro model analyses are performed by using the finite element method. The identification of trabeculae material parameters on the micro-level is considered as the minimization problem which is solved using evolutionary computing.

PL

W artykule przedstawiono metodologię wieloskalowego modelowania thanki kostnej, w której zagadnienie identyfikacji parametrów materiałowych odgrywa kluczową rolę. Rozpatrzono analizę dwuskalową kości, a problem identyfikacji sformułowano jako zagadnienie odwrotne, będące ważnym etapem procesu modelowania. Jako przykład tkanki kostnej rozważono kość udową zbudowaną z kości gąbczastej i korowej.

4

Parallel evolutionary optimization in multiscale problems

Kuś W., Burczyński T.

Computer Methods in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, No. 2

347-351

EN

The paper is devoted to optimization in multiscale problems. The composite modelled as a macrostructure with local periodic microstructure is considered. The multiscale analysis is performed with use of homogenization method. The parallel evolutionary algorithm used in computations allows to shorten wall time of optimization. The full paper contains description of parallel evolutionary algorithm, homogenization method, optimization formulation and numerical exmaples.

PL

Artykuł poświęcony jest optymalizacji w problemach wieloskalowych. Rozważany jest kompozyt modelowany jako ciało makroskopowe z mikroskopową strukturą lokalnie periodyczną Analiza wielkoskalowa przeprowadzona jest z użyciem metody homogenizacji komputerowej. Zastosowanie w obliczeniach równoległego algorytmu, ewolucyjnego pozwoliło na skrócenie czasu obliczeń. Wyznaczanie wartości funkcji przystosowania również przeprowadzono stosując obliczenia równoległe. Artykuł zawiera opis równoległego algorytmu ewolucyjnego, metody homogenizacji, sformułowanie problemu optymalizacji oraz przykład numeryczny.

5

Identification of characteristic length of microstructure for second order continuum multiscale model by Bayesian neural networks

Kaczmarczyk Ł., Waszczyszyn Z.

Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences

|

2007

|

Vol. 14, No. 2

183-196

EN

This-paper deals with the second-order CH of a heterogeneous material undergoing small displacements. Typically, in this approach an RVE of a heterogeneous material is investigated. A given discretized microstructure is determined a priori, without focusing on details of specific discretization techniques. Application of BNN as a tool for identification of characteristic length of a microstructure is discussed. An indentation test was analyzed under plane strain constraints for generating pseudo-experimental patterns by means of FEM. A single input of BNN was formulated due to the application of PCA. The BNN of structure 1-16-1 with sigmoid hidden neurons was designed. The Bayesian inference approach was applied to obtain pdf of the characteristic length. Numerical efficiency of the proposed approach is demonstrated in the paper.