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提出了不连续增强有限元方法(Discontinuity-enriched Finite Element Method, DE-FEM),不仅整合了传统与扩展/广义有限元方法的优点,而且为处理不连续问题提供了高效的全新数值分析方法。基于所提出的新方法,申请人取得了以下创新成果:
1) 实现了不连续体几何构型的统一网格语言描述,从根本上避免了同步更新间断几何(裂纹)和网格所引发的系列数值问题;在传统有限元格式下构造了具有明确物理意义的强/弱不连续附加项,实现了不连续体结构响应的精确数值模拟;提出了以积分单元标准形函数为基础的增强形函数数学表达,这不仅丰富了不连续体相交问题的数值处理手段,更为有限元方法在不连续问题的求解提供了便捷的数值途径。
2) 研发了适用于不连续体构型建模的全新几何引擎,并公开了完整的程序设计框架与相应算法代码,为不连续问题求解算法的工程应用提供了不可或缺的前处理手段;提出了基于显/隐式双表示方式的不连续体构型描述方法,实现了高效准确的几何体布尔运算;实现了不连续几何模型与有限元分析模型的无缝链接,避免了繁琐的实时网格处理,确保了所提出算法的应用价值。