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On the enhancement of low-order mixed finite element methods for the large deformation analysis of diffusion in solids
International journal for numerical methods in engineering, 2016-04, Vol.106 (4), p.278-297
Krischok, Andreas
Linder, Christian
2016
Details
Autor(en) / Beteiligte
Krischok, Andreas
Linder, Christian
Titel
On the enhancement of low-order mixed finite element methods for the large deformation analysis of diffusion in solids
Ist Teil von
International journal for numerical methods in engineering, 2016-04, Vol.106 (4), p.278-297
Ort / Verlag
Bognor Regis: Blackwell Publishing Ltd
Erscheinungsjahr
2016
Link zum Volltext
Quelle
Alma/SFX Local Collection
Beschreibungen/Notizen
Summary A stabilized scheme is developed for mixed finite element methods for strongly coupled diffusion problems in solids capable of large deformations. Enhanced assumed strain techniques are employed to cure spurious oscillation patterns of low‐order displacement/pressure mixed formulations in the incompressible limit for quadrilateral elements and brick elements. A study is presented that shows how hourglass instabilities resulting from geometrically nonlinear enhanced assumed strain methods have to be distinguished from pressure oscillation patterns due to the violation of the inf‐sup condition. Moreover, an element formulation is proposed that provides stable results with respect to both types of instabilities. Comparisons are drawn between material models for incompressible solids of Mooney–Rivlin type and models for standard diffusion in solids with incompressible matrices such as polymeric gels. Representative numerical examples underline the ability of the proposed element formulation to cure instabilities of low‐order mixed formulations. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
Sprache
Englisch
Identifikatoren
ISSN: 0029-5981
eISSN: 1097-0207
DOI: 10.1002/nme.5120
Titel-ID: cdi_proquest_miscellaneous_1808047317
Format
–
Schlagworte
coupled diffusion
,
Cures
,
Diffusion
,
enhanced assumed strain
,
finite element analysis
,
Finite element method
,
hourglass instabilities
,
inf-sup condition
,
Instability
,
Mathematical analysis
,
Mathematical models
,
Stability
,
Strain
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