Upscaling and reliable two-scale Fourier/finite element-based simulations
升级且可靠的基于两尺度傅里叶/有限元的模拟
基本信息
- 批准号:324231889
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2017
- 资助国家:德国
- 起止时间:2016-12-31 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this project, we focus on the two-scale modelling of deterministic and also stochastic elastic and inelastic problems in the small strain regime, such as elasto-plasticity with isotropic hardening. On the micro-scale we consider Fast Fourier Transform (FFT)-based solvers, enabling very efficient three-dimensional image-based studies. Building on our previous results on variational FFT-based techniques in the Fourier-Galerkin setting, we consider a scheme equivalent to the Moulinec-Suquet algorithm and an improved scheme based on exact integration. For a macro-scale problem, we consider the standard finite element method with FE2-like coupling procedures and also the mesh-in-element (MIEL) method, which allows to treat problems without the assumption of scale separation.The project will further increase the computational efficiency of FFT-based solvers (e.g. preconditioning, acceleration by low-rank techniques) for micro-scale problems, which will be modelled with random material fields. In the stochastic setting, discretisation and solution procedures within a variational setting will be developed, providing a probabilistic description of macro material properties. Alternative boundary conditions will be considered for FFT-based solvers to enable its coupling not only in the FE2-framework, but also in the MIEL method; the transfer of randomness from micro- to macro-scale will be of particular interest. For those coupled stochastic problems, two-scale quasi-Newton methods with emphasis on line-search and trust-region algorithms will be developed.As a result, the discretisation and solution procedures will be developed for two-scale nonlinear problems with FFT-based solvers on the micro-scale and FEM solvers on the macro-scale. We expect that the collaboration with the research group in the Czech Republic will lead to a significant increase in the efficiency of two-scale simulations with realistic microstructural representations, making them accessible on conventional computer platforms.
在这个项目中,我们着重于小应变状态中确定性和随机弹性和非弹性问题的两尺度建模,例如以及各向同性硬化的弹性塑性。在微观尺度上,我们考虑了基于快速的傅立叶变换(FFT)的求解器,从而实现了非常有效的三维基于图像的研究。在我们先前基于傅立叶 - 盖尔金环境中基于变异FFT的技术的结果的基础上,我们考虑了一种相当于Moulinec-Suquet算法的方案,并且基于精确集成的改进方案。对于宏观尺度问题,我们考虑使用类似Fe2的耦合程序以及元件(MIEL)方法的标准有限元方法,该方法允许在不假定规模分离的情况下处理问题。项目将进一步提高基于FFT的solvers的计算效率(例如,在较低的材料领域)对材料进行材料的随机范围(例如,对型号的材料)进行了模型,该材料会导致材料的模型。在随机设置中,将开发在变异环境中的离散和解决方案程序,从而提供对宏观材料属性的概率描述。将考虑基于FFT的求解器的替代边界条件,不仅可以在Fe2-Framework中,还可以在MIEL方法中启用其耦合。从微尺度到宏观尺度的随机性将特别感兴趣。对于那些耦合的随机问题,将开发出两尺度的准Newton方法,重点是搜索线和信任区域算法。结果,将开发出针对宏观规模上的基于FFT的两个规模的非线性问题的离散化和解决方案程序。我们预计,与捷克共和国的研究小组的合作将导致具有现实的微观结构表示的两尺度模拟的效率显着提高,从而使其在传统的计算机平台上访问。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Double-grid quadrature with interpolation-projection (DoGIP) as a novel discretisation approach: An application to FEM on simplexes
- DOI:10.1016/j.camwa.2019.05.021
- 发表时间:2017-10
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:J. Vondrejc
- 通讯作者:J. Vondrejc
Energy-based comparison between the Fourier-Galerkin method and the finite element method
傅里叶伽辽金法与有限元法基于能量的比较
- DOI:10.1016/j.cam.2019.112585
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:J. Vondřejc;T.W.J. de Geus
- 通讯作者:T.W.J. de Geus
Iterative algorithms for the post-processing of high-dimensional data
- DOI:10.1016/j.jcp.2020.109396
- 发表时间:2020-06
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Mike Espig;W. Hackbusch;A. Litvinenko;H. Matthies;E. Zander
- 通讯作者:Mike Espig;W. Hackbusch;A. Litvinenko;H. Matthies;E. Zander
FFT-based homogenisation accelerated by low-rank tensor approximations
通过低阶张量近似加速基于 FFT 的均质化
- DOI:10.1016/j.cma.2020.112890
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:7.2
- 作者:J. Vondřejc;D. Liu;M. Ladecký;H.G. Matthies
- 通讯作者:H.G. Matthies
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr. Hermann Georg Matthies其他文献
Professor Dr. Hermann Georg Matthies的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr. Hermann Georg Matthies', 18)}}的其他基金
Efficient functional representation of the structural mechanical response dependent on polymorphic uncertain parameters and uncertaintiesx
取决于多态不确定参数和不确定性的结构机械响应的有效函数表示x
- 批准号:
341531955 - 财政年份:2017
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
SIZE EFFECT IN LOCALISED FAILURE: TESTING, UNCERTAINTY, MODELLING
局部失效中的尺寸效应:测试、不确定性、建模
- 批准号:
316704785 - 财政年份:2016
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Effective approaches and solution techniques for conditioning, robust design and control in the subsurface
用于地下调节、鲁棒设计和控制的有效方法和解决技术
- 批准号:
195436228 - 财政年份:2011
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Uncertainty Quantification and Updating in the Description of Heat and Moisture Transport in Heterogeneous Materials
异质材料中热湿传输描述的不确定性量化和更新
- 批准号:
162182726 - 财政年份:2009
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
基于二维图像序列的退化统计建模与可靠性评估方法研究
- 批准号:72271154
- 批准年份:2022
- 资助金额:46 万元
- 项目类别:面上项目
基于二元协同等离子体活化的异质晶圆低温键合机理及界面可靠性
- 批准号:
- 批准年份:2019
- 资助金额:60 万元
- 项目类别:面上项目
系数矩阵误差对最小二乘估计的影响及EIV模型的可靠性理论研究
- 批准号:41474006
- 批准年份:2014
- 资助金额:85.0 万元
- 项目类别:面上项目
用于高效液相色谱的高信噪比、集成式、高可靠的发光二极管诱导荧光检测器的研究
- 批准号:21405157
- 批准年份:2014
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
考虑故障覆盖和切换失效的、带有温备份的冗余系统可靠性研究
- 批准号:71301009
- 批准年份:2013
- 资助金额:20.5 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Bridging the translational divide from cells to patients: toward reliable neuromarkers of Batten disease
弥合从细胞到患者的翻译鸿沟:寻找巴顿病的可靠神经标志物
- 批准号:
10633140 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Bridging the translational divide from cells to patients: toward reliable neuromarkers of Batten disease
弥合从细胞到患者的翻译鸿沟:寻找巴顿病的可靠神经标志物
- 批准号:
10085501 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Bridging the translational divide from cells to patients: toward reliable neuromarkers of Batten disease
弥合从细胞到患者的翻译鸿沟:寻找巴顿病的可靠神经标志物
- 批准号:
10226346 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Bridging the translational divide from cells to patients: toward reliable neuromarkers of Batten disease
弥合从细胞到患者的翻译鸿沟:寻找巴顿病的可靠神经标志物
- 批准号:
10445283 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Highly-reliable and reduced-packet-delay buffer-aided cooperative protocol
高可靠、减少数据包延迟的缓冲辅助协作协议
- 批准号:
17H03259 - 财政年份:2017
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)