有限元非匹配网格数据传递方法技术

本发明专利技术提出了一种有限元非匹配网格数据传递方法。该方法包括以下步骤：基于LLM方法，构造LLM非匹配网格位移传递关系；基于Mortar方法，构建Mortar非匹配网格载荷传递关系；基于LLM非匹配网格位移传递关系和Mortar非匹配网格载荷传递关系，引入网格界面载荷修正因子，构造用于传递有限元非匹配网格数据的混合LLM‑Mortar传递关系，以使在非匹配网格界面处数据传递能量守恒。本发明专利技术实施例有效克服了传统基于Mortar方法界面数据传递在模型耦合迭代过程中收敛性差，甚至发散等不足；本发明专利技术基于界面能量守恒原理，通过引入载荷修正因子，实现了LLM和Mortar两种方法相结合的完备性；对于实现结构多(子)模型耦合迭代分析、结构多尺度分析过程中非匹配网格数据传递具有重要的应用价值。

Data Transfer Method for Non-Matched Finite Element Mesh

【技术实现步骤摘要】
有限元非匹配网格数据传递方法
本专利技术涉及航空结构强度有限元分析领域的
，尤其是涉及一种有限元非匹配网格数据传递方法。
技术介绍
有限元非匹配网格数据传递时，存在相加缺点：能量传递不守恒，传递结果容易发散，结果不精确。根据是否引入额外的界面变量，一般可将处理非匹配网格界面的区域分裂方法分为如下三类：(1)主变量(primal)方法：不需要引入额外的界面变量；(2)对偶变量(dual)方法：需要引入额外的对偶变量(Lagrange乘子)；(3)主-对偶变量(primal-dual)方法：需要同时引入额外的主变量和对偶变量。图1是三类非匹配网格界面方法示意图。如图1所示，在以上三类非匹配网格界面方法中，主变量方法(也称为界面数据传递方法)直接在界面处进行结点载荷和位移传递。由于主变量方法无需向原求解方程引入额外自由度，因此该方法显著的优点即可作为外部“接口”对有限元求解结果进行数据传递。申请人经研究发现：对偶变量方法的典型代表是Mortar方法，该方法通过在非匹配网格界面的一侧处引入Lagrange乘子将非匹配网格联系起来。由于乘子构造简单且具有明确的物理意义，界面载荷传递精度高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有限元非匹配网格数据传递方法，其特征在于，包括以下步骤：基于LLM方法，构造LLM非匹配网格位移传递关系；基于Mortar方法，构建Mortar非匹配网格载荷传递关系；基于LLM非匹配网格位移传递关系和Mortar非匹配网格载荷传递关系，引入网格界面载荷修正因子，构造用于传递有限元非匹配网格数据的混合LLM‑Mortar传递关系，以使在非匹配网格界面处数据传递能量守恒。

【技术特征摘要】
1.一种有限元非匹配网格数据传递方法，其特征在于，包括以下步骤：基于LLM方法，构造LLM非匹配网格位移传递关系；基于Mortar方法，构建Mortar非匹配网格载荷传递关系；基于LLM非匹配网格位移传递关系和Mortar非匹配网格载荷传递关系，引入网格界面载荷修正因子，构造用于传递有限元非匹配网格数据的混合LLM-Mortar传递关系，以使在非匹配网格界面处数据传递能量守恒。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于LLM方法，构造LLM非匹配网格位移传递关系，包括：基于有限元节点位移插值，构造Global粗网格界面结点与框架结点间的耦合矩阵；基于有限元节点位移插值，构造Local细网格界面结点与框架结点间的耦合矩阵；基于最小二乘原理，求得LLM非匹配网格位移传递矩阵；基于LLM非匹配网格位移传递矩阵，构建LLM有限元非匹配网格界面位移传递关系。3.根据权利要求S13所述的方法，LLM非匹配网格位移传递矩阵为：其中，和为界面耦合矩阵，上标+表示Moore-Penrose广义逆。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于Mortar方法，构建Mortar非匹配网格载荷传递关...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦杰，张晓翠，张引利，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61