FEM:可能在域“内部”有边界条件?

计算科学 有限元 边界条件
2021-12-10 19:00:36

我研究地质问题,我使用有限元方法。但是这个问题可以应用于其他经典的机械问题。

我在隐式 3D 表面上工作(代表两个地质层之间的界限,也就是两个介质)。

我必须在这些表面上施加位移(狄利克雷条件)。我施加在曲面上的条件会转移到周围的节点上。我假设我可以使用“经典”方式在这些不在边界上的节点上应用狄利克雷条件(在我的例子中是惩罚方法)。

我的问题是:你认为这个假设有效吗?你有关于这个主题的一些参考资料吗?据我了解这个问题,我尝试在边界上应用边界条件......

先感谢您。

最好的。

编辑

我们尝试解决这个问题:

{σij,j+Fi=0in the domain Ωui=qion the boundary Γqσijnj=hion the boundary Γhui=bipunctually in the domain Ω

我们在网格上运行 FEA。我们基本上尝试对域内的节点施加狄利克雷条件Ω(第四行)。我们约束位移值uibi对于这些节点。

2个回答

您正在寻找的方程的解在空间中H1具有一个弱导数的函数,但在 2d 和 3d 中,这并不意味着解实际上是连续的。因此,不可能在各个点上定义解的值,同样地,在数学上也不可能在各个点上规定(边界)值。

但是我怀疑您实际上并不对指定单个点的位移值感兴趣,而是对沿线(在 2d 中)或曲面(在 3d 中)的所有点感兴趣,这是完全有效的。(从数学上讲,这是因为迹算子在H1)。在离散级别上,这相当于在位于该线/面上的所有节点上规定值。

从概念上讲,您可以将其视为您的域中的一条裂缝,该裂缝被一个无限薄的设备占据,您可以操纵其位移并连接到裂缝的两侧。

好吧,您可以使用约束方程对地质断层(不连续)之间的滑动进行建模,该约束方程可以被认为是界面而不是边界处的加载。您只需指定相对滑动并解决问题。例如,请参见https://bitbucket.org/stali/defmod/wiki/Gallery中的左上图

如果这确实是您想要的,那么我建议您使用拉格朗日乘数而不是惩罚方法。当然,您可以使用任何您想要的约束方程,但它应该具有物理意义。