An efficient phase-field framework for contact dynamics between deformable solids in fluid flow
Notice bibliographique
Résumé
Elastic contact in hydrodynamic environments is a complex multiphysics phenomenon and can be found in applications ranging from engineering to biological systems. Understanding the intricacies of this coupled problem requires the development of a generalized framework capable of handling topological changes and transitioning implicitly from fluid–structure interaction (FSI) conditions to solid–solid contact conditions. We propose a mono-field interface advancing method for handling multibody contact simulations in submerged environments. Given the physical demands of the problem, we adopt a phase-field based fully Eulerian approach to resolve the multiphase and multibody interactions in the system. We employ a stabilized finite element formulation and a partitioned iterative procedure to solve the unified momentum equation comprising solid and fluid dynamics coupled with the Allen-Cahn phase-field equation. The evolution of solid strain in the Eulerian reference frame is governed by the transport of the left Cauchy–Green deformation tensor. We introduce a contact force approach to handle smooth elastic-elastic and elastic-rigid contact based on the overlap of the diffused interfaces of two colliding bodies. We propose a novel approach to extend the model for multibody contact simulations while using a single phase-field function for all the solids. The method is based on updating the solid boundaries at every time step and checking for collisions among them. The developed approach eliminates the need to solve multiple phase field equations and multiple strain equations at every time step. This reduces the overall computational time by nearly 16% compared to a multi phase-field approach. The implemented model is verified for smooth dry contact and FSI contact scenarios. Using the proposed framework, we demonstrate the collision dynamics between multiple bodies submerged in an open liquid tank. • A unified and versatile phase-field Eulerian framework for FSI contact dynamics. • Efficient collision detection and constraint handling for solid–solid contact. • Novel mono-field interface advancing method for multibody contact modeling. • Systematic verification for smooth dry contact and hydrodynamic contact. • Demonstration of robustness for soft solid actuation and multiple bodies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».