[发明专利]一种用于断裂相场模拟的混合网格自适应方法

权利要求书

1.一种用于断裂相场模拟的混合网格自适应方法，其特征在于，包括：

通过相邻时间步的达到上临界值的相场集合的差集，近似确定裂纹尖端区域；

以裂纹尖端区域的节点为几何中心，指定一个矩形区域，并对矩形区域中指定区域内的所有单元进行细化操作；

对于非裂纹尖端区域，将单元级别大于指定的最低级别，且节点的相场值低于下临界值的单元进行粗化操作；

通过上述细化操作与粗化操作后获得混合自适应网格。

2.根据权利要求1所述的一种用于断裂相场模拟的混合网格自适应方法，其特征在于，对于每一单元指定其单元级别，初始的单元级别为0，进行一次细化操作后单元级别加1，达到指定的最高级别后单元无法被细化；进行一次粗化操作后单元级别减1，达到指定的最低级别后单元无法被粗化。

3.根据权利要求1所述的一种用于断裂相场模拟的混合网格自适应方法，其特征在于，指定一个长宽分别为R_x与R_y的矩形区域Ω，则细化操作的区域Ω_R具体为：

其中，(x_j,y_j)表示裂纹尖端区域内的节点坐标，且R_x与R_y满足：

h_coarse≤R_x,R_y≤2h_coarse,(h_coarse≥4h_fine)；

其中，h_coarse和h_fine分别表示原始的未进行细化操作前的四边形单元和经过细化操作后四边形单元的尺寸。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于断裂相场模拟的混合网格自适应方法，其特征在于，细化操作的区域内所有单元都将进行最高级别的细化操作，其步骤如下：

对初始的细化操作的区域进行网格离散，采用四边形单元，其单元级别被指定为0；

对细化操作的区域进行细化，将四边形单元分割成两个三角形单元，同时，单元级别加1；

对细分操作后的各单元再次进行细化，即每一个三角形单元被等分成两个三角形单元，并依次类推，在此过程中需要对细化操作的区域相邻的单元进行自适应的细化，同时，每次细化操作后单元级别加1；

在细化操作的区域内的单元达到最高单元级别后，将最高级别的三角形单元重新转换为四边形单元。