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Dynamic Crack Propagation in a Lattice Boltzmann Method for Solid Mechanics

Müller, Henning ; Schlüter, Alexander ; Müller, Ralf (2023)
Dynamic Crack Propagation in a Lattice Boltzmann Method for Solid Mechanics.
In: PAMM - Proceedings in Applied Mathematics & Mechanics, 2023, 22 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00023691
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

In recent years, Lattice Boltzmann methods (LBMs) have been adapted and developed to simulate the behavior of solids. They have already been applied to fractures as well. However, until now, our previous work has been restricted to stationary cracks.

In this work, we regard the reduced 2D case of anti‐plane shear deformation with mode III crack opening. The wave equation is the governing equation for this problem, which is solved via an LBM.

The main contribution of this work is the introduction of an algorithm to handle crack growth in an LBM for solids. The underlying scheme is based on geometric assumptions, which is well suited for the regular lattice used by the LBM. A fracture criterion based on the stress intensity factor is implemented and illustrated by a numerical example.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2023
Autor(en): Müller, Henning ; Schlüter, Alexander ; Müller, Ralf
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Dynamic Crack Propagation in a Lattice Boltzmann Method for Solid Mechanics
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 27 November 2023
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2023
Ort der Erstveröffentlichung: Weinheim
Verlag: Wiley-VCH
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: PAMM - Proceedings in Applied Mathematics & Mechanics
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 22
(Heft-)Nummer: 1
Kollation: 6 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00023691
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/23691
Zugehörige Links:
Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

In recent years, Lattice Boltzmann methods (LBMs) have been adapted and developed to simulate the behavior of solids. They have already been applied to fractures as well. However, until now, our previous work has been restricted to stationary cracks.

In this work, we regard the reduced 2D case of anti‐plane shear deformation with mode III crack opening. The wave equation is the governing equation for this problem, which is solved via an LBM.

The main contribution of this work is the introduction of an algorithm to handle crack growth in an LBM for solids. The underlying scheme is based on geometric assumptions, which is well suited for the regular lattice used by the LBM. A fracture criterion based on the stress intensity factor is implemented and illustrated by a numerical example.

ID-Nummer: e202200114
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-236912
Zusätzliche Informationen:

Special Issue: 92nd Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics (GAMM)

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Fachgebiete der Mechanik
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Fachgebiete der Mechanik > Fachgebiet Kontinuumsmechanik
Hinterlegungsdatum: 27 Nov 2023 13:46
Letzte Änderung: 28 Nov 2023 12:49
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