Finite element simulations of the thermomechanically coupled responses of thermal barrier coating systems using an unconditionally stable staggered approach
Notice bibliographique
Résumé
Thermal barrier coating (TBC) systems have long been used in many engineering applications, such as jet engines and gas turbines. One pressing task is to evaluate their performance and integrity under long-term thermal cycles. This task requires an accurate and efficient time integration technique that is unconditionally stable, since large time steps are required to simulate TBC systems under long-term thermal effects. In this work, we present in detail several numerical methods to model the thermomechanically coupled responses of TBC systems, including a monolithic approach and two staggered approaches based on the isothermal split and the adiabatic split, respectively. We also demonstrate several finite element simulation techniques, such as the periodic boundary conditions and the adaptive mesh refinement, in the modeling of TBC systems. Through several numerical examples, we show that the staggered approach based on the adiabatic split preserves the unconditional stability of individual time integration techniques used for the mechanical phase and the thermal phase of the coupled problem. Moreover, the computational cost is significantly lower compared to the monolithic approach. This work provides an efficient time integration approach to model more complex behaviors of TBC systems under long-term thermal cycles. • Thermomechanically coupled responses of thermal barrier coating are investigated. • Time integration methods based on monolithic and staggered approaches are presented. • Staggered approach based on adiabatic split preserves unconditional stability. • Periodic boundary conditions and adaptive mesh refinement improve efficiency. • Stress concentration at interfaces inside thermal barrier coating is demonstrated.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».