Computational Efficiency of Thermo-Elasto-Viscoplastic Damage and Contact Analyses by Domain/Boundary Decomposition

영역/경계 분할에 의한 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율화

A domain/boundary decomposition method is applied for efficient analyses of thermo-elasto-viscoplastic damage and contact problems under the assumption of infinitesimal deformation. For the decomposition of a whole domain and contact boundaries, all the equality constraints on the interface and contact interfaces are restated with simple penalty functional. Therefore, the non-linearity of the problem is localized within finite element matrices in a few subdomains and on contact interfaces. By setting up suitable solution algorithms, the computational efficiency can be improved considerably. The general tendency of the computational efficiency is illustrated with some numerical experiments.

재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 위하여 열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 제안하였다. 대변형과 같은 지하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.