Comparison of Material Point Method and Finite Element Method for Post-Failure Large Deformation Geotechnical Analysis

有限元法 材料点法 多物理 变形(气象学) 不连续变形分析 一致性(知识库) 本构方程 有限应变理论 点(几何) 结构工程 工程类 岩土工程 计算机科学 数学 地质学 几何学 海洋学
作者
Arif Yunando Sunanhadikusuma,Ezra Yoanes Setiasabda Tjung,Aswin Lim
出处
期刊:Journal of the civil engineering forum [Gadjah Mada University]
卷期号:: 1-10
标识
DOI:10.22146/jcef.3524
摘要

Finite Element Method (FEM) has been the state-of-the-art method in geotechnical analysis since it first formulated in the 40s. It capable to handle Multiphysics simulation, soil-structure and soil-water interaction, and time history analysis. Though powerful, the standard Lagrangian FEM suffers mesh distortion when handling large strain deformation problem. This mesh entanglement problem makes post-failure analysis is considerably challenging to model if not impossible to do using FEM. The Material Point Method (MPM) then later introduced to solve these large strain deformation problems. Adapted from the Particle in Cell (PIC) method, MPM is a hybrid method that combines Eularian and Lagrangian approach by utilizing moving material points which are moving over spatially fixed computational mesh. This approach enables MPM to calculate not only fluid mechanics such in PIC but also solid mechanics and its intermediatory states. To demonstrate the capability of MPM and its consistency with FEM in geotechnical analysis, this article presents a comparison of FEM and MPM analysis on a hypothetical slope using Mohr-Coulomb constitutive model. The simulation shows that both FEM and MPM analyses are consistent to each other especially in small strain scheme. However, in large strain deformation, MPM is still able to get convergent result while FEM is not. The MPM simulation is also able to animate post failure behavior clearly, calculate post-failure strains and stresses distribution, and present final geometry of the model.

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
受伤访波完成签到,获得积分10
1秒前
木子林夕发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
无私的黄豆完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
十七完成签到 ,获得积分10
6秒前
眯眯眼的网络完成签到,获得积分10
6秒前
曾建完成签到 ,获得积分10
7秒前
不是一个名字完成签到,获得积分10
8秒前
hu完成签到,获得积分10
10秒前
脑洞疼应助骄傲慕尼黑采纳,获得10
10秒前
JamesPei应助1816013153采纳,获得10
11秒前
豆腐完成签到,获得积分10
11秒前
zhhua完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
脆啵啵马克宝完成签到 ,获得积分10
13秒前
嬛嬛完成签到,获得积分10
15秒前
黄医生发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
LongHua完成签到,获得积分10
17秒前
蓝色完成签到,获得积分10
19秒前
852应助小李采纳,获得10
20秒前
宝铭YUAN完成签到 ,获得积分10
20秒前
距破之舞完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
研友_Z72JMn发布了新的文献求助10
21秒前
agui完成签到 ,获得积分10
21秒前
碧蓝的安露完成签到 ,获得积分10
23秒前
jery完成签到,获得积分10
25秒前
听风完成签到,获得积分10
25秒前
caoyulongchn完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
柯武康发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
黄医生完成签到,获得积分10
28秒前
恭喜完成签到,获得积分10
28秒前
兔子发布了新的文献求助10
30秒前
zhangshenrong完成签到 ,获得积分10
30秒前
32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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 600
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5565271
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4650257
关于积分的说明 14690161
捐赠科研通 4592127
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2519466
邀请新用户注册赠送积分活动 1491940
关于科研通互助平台的介绍 1463168