Local adaptive refinement and multilevel method for the fracture of heterogeneous materials
Creators
- Delaume, Eric
- Universite de Montpellier, Ecole doctorale Information, Structures, Systemes, UMR5508, Laboratoire de Mecanique et Genie Civil - LMGC, CC 048, Place Eugene Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5 (France)
- Institut de Radioprotection et de Surete Nucleaire - IRSN, Laboratoire de Physique et de Thermoecanique des Materiaux - LPTM, laboratoire de Micromecanique et Integrite des STructures - Mist (France)
Description
In order to anticipate effects of ageing in confinement structures of nuclear power plant, the IRSN develops research programs to study the ageing of concrete. A micromechanical approach, based on Cohesive Zone Models, and the 'Eigen-Erosion' method, based on energetics consideration, are used. The aim of this study is to reduce the computational cost while keeping simulations with good accuracy in the areas of interest. The strategy is to adapt the spatial discretization in the areas of interest using local adaptive refinement techniques. The selected refinement method is called CHARMS (Conforming Hierarchical Adaptive Refinement Methods). CHARMS is based on the refinement of basis functions and enables refinement without any loss of the initial mesh quality. The geometrical non-conformities are implicitly handled. Initially applied to Fluid Mechanics, the method is first extended to Solid Mechanics with a specific refinement criterion. It is then applied to 'Eigen-Erosion' and to Cohesive Zone Models. The inclusion's shape of a Representative Elementary Volume of numerical concrete is studied in order to determine the influence over the apparent behaviour and the crack propagation. (author)
Abstract (French)
Afin d'anticiper les effets du vieillissement des enceintes de confinement des centrales electronucleaires, l'IRSN effectue des recherches avancees sur le vieillissement du beton. Les problematiques de fissuration liees au vieillissement sont abordees a l'aide d'une methode micromecanique basee sur des Modeles de Zones Cohesives Frottantes et a l'aide de la methode d''Eigen-Erosion' basee sur des considerations energetiques. L'objectif de la these est de reduire les temps de calcul lies a ces deux approches, tout en conservant une bonne precision dans les zones d'interet, en adaptant la discretisation en espace a l'aide de techniques de rafinement local adaptatif. La methode de rafinement retenue est la methode CHARMS (Conforming Hierarchical Adaptive Refinement Methods). Cette methode, basee sur le rafinement des fonctions de base, permet un rafinement sans degradation de la qualite des mailles initiales. En particulier, les non-conformites geometriques sont naturellement prises en compte. Initialement appliquee a la Mecanique des Fluides, cette methode est d'abord etendue a la Mecanique des Milieux Deformables en proposant un critere de rafinement general, puis elle est appliquee a la methode d''Eigen-Erosion' et aux Modeles de Zones Cohesives. Enfin, l'influence de la morphologie des inclusions d'un Volume Elementaire Representatif de beton numerique sur le comportement apparent et sur la fissuration est etudiee. (auteur)
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Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Methode de raffinement local adaptatif multi-niveaux pour la fissuration des materiaux heterogenes
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 183 p.
- Report number
- FRNC-TH--14427
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 54069509
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- AGING; COMPUTERIZED SIMULATION; CONCRETES; CRACK PROPAGATION; CRACKS; EROSION; FLUID MECHANICS; FRACTURES; NUCLEAR POWER PLANTS
- Descriptors DEC
- BUILDING MATERIALS; FAILURES; MATERIALS; MECHANICS; NUCLEAR FACILITIES; POWER PLANTS; SIMULATION; THERMAL POWER PLANTS
Optional Information
- Notes
- 99 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses