Energy Conservation Error in the Material Point Method for Solid Mechanics

耗散系统 消散 能量守恒 连续介质力学 节能 质量守恒 能量-动量关系 振动 数学 符号(数学) 经典力学 物理 数学分析 机械 量子力学 生态学 生物
作者
S.G. Bardenhagen
出处
期刊:Journal of Computational Physics [Elsevier]
卷期号:180 (1): 383-403 被引量:131
标识
DOI:10.1006/jcph.2002.7103
摘要

The material point method (MPM) for solid mechanics conserves mass and momentum by construction, but energy conservation is not explicitly enforced. Material constitutive response and internal energy are carried on discrete points (material points), while the governing equations are solved on an overlying grid. The constitutive response (and internal energy) may be updated at the beginning or end of a numerical time step without affecting mass or momentum conservation properties. Both versions of the algorithm have been applied in the literature. Here energy conservation on the material points is investigated and found to depend strongly on the version of the algorithm used. The energy error is found and partitioned into two terms, one of which is of definite sign (and dissipative). The other term is indefinite, and of opposite sign for the two algorithmic variations. It is shown analytically for a single-material-point free-vibration example that one version of the algorithm is strictly dissipative. For the other version the error terms cancel each other out and energy is conserved. The same trends are borne out in numerical solutions of free axial vibration of continuum bars as the wavelength of the vibrational mode begins to approach the computational cell size. The dissipative algorithm may be described as tending to damp out unresolved modes. For resolved modes, both algorithms give identical results, with no perceptible energy error or dissipation. It is suggested that the dissipative algorithm is a better choice in general, as the damping is consistent with the accuracy of the solution.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wanci应助Ll采纳,获得30
1秒前
研友_ZAVod8完成签到,获得积分10
1秒前
shinian发布了新的文献求助10
1秒前
Maymay完成签到 ,获得积分10
1秒前
lwei完成签到,获得积分20
1秒前
爆米花应助广发牛勿采纳,获得10
1秒前
1秒前
张慧蓉发布了新的文献求助10
2秒前
原山何野发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
852应助xiaoluo采纳,获得10
3秒前
3秒前
赖嘉顿发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
花见月开发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Jasper应助sunset采纳,获得10
4秒前
5秒前
打打应助盛欢采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
乌拉拉关注了科研通微信公众号
6秒前
情怀应助神勇的女孩采纳,获得10
6秒前
6秒前
赖嘉顿发布了新的文献求助10
7秒前
krzysku发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
核桃发布了新的文献求助10
8秒前
我要成功完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
花南星完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
魔笛的云宝完成签到,获得积分10
10秒前
乐乐应助strive采纳,获得10
10秒前
有魅力曼荷完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
赖嘉顿发布了新的文献求助10
12秒前
今后应助牧楊人采纳,获得10
12秒前
善学以致用应助hujin采纳,获得10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
Routledge Handbook on Spaces of Mental Health and Wellbeing 500
Elle ou lui ? Histoire des transsexuels en France 500
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5321239
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4463064
关于积分的说明 13888665
捐赠科研通 4354148
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2391585
邀请新用户注册赠送积分活动 1385183
关于科研通互助平台的介绍 1354924