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Accuracy and convergence properties of the fixed-stress iterative solution of two-way coupled poromechanics
International journal for numerical and analytical methods in geomechanics, 2015-10, Vol.39 (14), p.1593-1618
Castelletto, N.
White, J. A.
Tchelepi, H. A.
2015
Volltextzugriff (PDF)
Details
Autor(en) / Beteiligte
Castelletto, N.
White, J. A.
Tchelepi, H. A.
Titel
Accuracy and convergence properties of the fixed-stress iterative solution of two-way coupled poromechanics
Ist Teil von
International journal for numerical and analytical methods in geomechanics, 2015-10, Vol.39 (14), p.1593-1618
Ort / Verlag
Bognor Regis: Blackwell Publishing Ltd
Erscheinungsjahr
2015
Quelle
Wiley Online Library - AutoHoldings Journals
Beschreibungen/Notizen
Summary The paper deals with the numerical solution of Biot's equations of coupled consolidation obtained by a mixed formulation combining continuous Galerkin finite‐element and multipoint flux approximation finite‐volume methods. The solution algorithm relies on the recently developed fixed‐stress solution scheme, in which first the flow problem and then the mechanical one are addressed iteratively. We show that the algorithm can be interpreted as a particular block triangular preconditioning strategy applied within a Richardson iteration. The key component to the success of the preconditioner is the sparse approximation to the Schur complement based on a pressure space mass matrix scaled by a weighting factor that depends element‐wise on the inverse of a suitable bulk modulus. The accuracy of the method is assessed, making use of well‐known analytical solutions from the literature. Numerical results demonstrate robustness and low computational cost of the fixed‐stress scheme in accurately capturing the two‐way coupling between deformation and pressure. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
Sprache
Englisch
Identifikatoren
ISSN: 0363-9061
eISSN: 1096-9853
DOI: 10.1002/nag.2400
Titel-ID: cdi_osti_scitechconnect_1463026
Format
–
Schlagworte
Accuracy
,
Algorithms
,
Approximation
,
Complement
,
Computational efficiency
,
finite element
,
GEOSCIENCES
,
iterative fixed-stress scheme
,
iterative fixed-stress scheme
,
Joining
,
Mathematical analysis
,
Mathematical models
,
multipoint flux approximation
,
multipoint flux approximation
,
poromechanics
,
Preconditioning
,
finite element
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