MARC

 008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016935346
■00520240214101921
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798380622196
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30690516
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a519
■1001  ▼aXu,  Wentao.
■24510▼aMultiscale  Modeling  with  Meshfree  Methods▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bColumbia  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(162  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Fish,  Jacob;Spiegelman,  Marc.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Columbia  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aMultiscale  modeling  has  become  an  important  tool  in  material  mechanics  because  material  behavior  can  exhibit  varied  properties  across  different  length  scales.  The  use  of  multiscale  modeling  is  essential  for  accurately  capturing  these  characteristics  and  predicting  material  behavior.  Mesh-free  methods  have  also  been  gaining  attention  in  recent  years  due  to  their  innate  ability  to  handle  complex  geometries  and  large  deformations.  These  methods  provide  greater  flexibility  and  efficiency  in  modeling  complex  material  behavior,  especially  for  problems  involving  discontinuities,  such  as  fractures  and  cracks.  Moreover,  mesh-free  methods  can  be  easily  extended  to  multiple  lengths  and  time  scales,  making  them  particularly  suitable  for  multiscale  modeling.The  thesis  focuses  on  two  specific  problems  of  multiscale  modeling  with  mesh-free  methods.  The  first  problem  is  the  atomistically  informed  constitutive  model  for  the  study  of  high-pressure  induced  densification  of  silica  glass.  Molecular  Dynamics  (MD)  simulations  are  carried  out  to  study  the  atomistic  level  responses  of  fused  silica  under  different  pressure  and  strain-rate  levels,  Based  on  the  data  obtained  from  the  MD  simulations,  a  novel  continuum-based  multiplicative  hyper-elasto-plasticity  model  that  accounts  for  the  anomalous  densification  behavior  is  developed  and  then  parameterized  using  polynomial  regression  and  deep  learning  techniques.  To  incorporate  dynamic  damage  evolution,  a  plasticity-damage  variable  that  controls  the  shrinkage  of  the  yield  surface  is  introduced  and  integrated  into  the  elasto-plasticity  model.  The  resulting  coupled  elasto-plasticity-damage  model  is  reformulated  to  a  non-ordinary  state-based  peridynamics  (NOSB-PD)  model  for  the  computational  efficiency  of  impact  simulations.  The  developed  peridynamics  (PD)  model  reproduces  coarse-scale  quantities  of  interest  found  in  MD  simulations  and  can  simulate  at  a  component  level.  Finally,  the  proposed  atomistically-informed  multiplicative  hyper-elasto-plasticity-damage  model  has  been  validated  against  limited  available  experimental  results  for  the  simulation  of  hyper-velocity  impact  simulation  of  projectiles  on  silica  glass  targets.The  second  problem  addressed  in  the  thesis  involves  the  upscaling  approach  for  multi-porosity  media,  analyzed  using  the  so-called  MultiSPH  method,  which  is  a  sequential  SPH  (Smoothed  Particle  Hydrodynamics)  solver  across  multiple  scales.  Multi-porosity  media  is  commonly  found  in  natural  and  industrial  materials,  and  their  behavior  is  not  easily  captured  with  traditional  numerical  methods.  The  upscaling  approach  presented  in  the  thesis  is  demonstrated  on  a  porous  medium  consisting  of  three  scales,  it  involves  using  SPH  methods  to  characterize  the  behavior  of  individual  pores  at  the  microscopic  scale  and  then  using  a  homogenization  technique  to  upscale  to  the  meso  and  macroscopic  level.  The  accuracy  of  the  MultiSPH  approach  is  confirmed  by  comparing  the  results  with  analytical  solutions  for  simple  microstructures,  as  well  as  detailed  single-scale  SPH  simulations  and  experimental  data  for  more  complex  microstructures.
■590    ▼aSchool  code:  0054.
■650  4▼aApplied  mathematics.
■650  4▼aMechanics.
■650  4▼aComputer  science.
■653    ▼aAsymptotic  expansion
■653    ▼aConstitutive  modeling
■653    ▼aMesh-free  methods
■653    ▼aMolecular  dynamics
■653    ▼aMultiscale  modeling
■653    ▼aPeridynamics
■690    ▼a0364
■690    ▼a0346
■690    ▼a0984
■71020▼aColumbia  University▼bApplied  Mathematics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-04B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0054
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16935346▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서