Alternierende Minimierung in der Bruchmechanik
Alternate minimization in fracture mechanics
Wissenschaftsdisziplinen
Mathematik (100%)
Keywords
- Phase-field model of fracture,
- Singularly perturbed gradient flows,
- Convergence of alternate minimization algorithms,
- Finite element approximation,
- Rate-Independent processes,
- Dimension reduction
In den letzten Jahrzehnten der Einsatz von Phase-Field Modellen bei der Berechnung von Bruch- mechanik hat sich stetig weiterentwickelt und hat viele interessante Anwendungen gefunden. Die Phase-Field Approximation hat sich als besonders effektiv in Kombination mit alternierenden Min- imierungsalgorithmen erwiesen, die aus einem iterativen Energieminimierungsverfahren bestehen und zur Identifizierung vom Equilibrium des Systems fuhren. Obwohl die alternierende Minimierung die Referenzmethode in mehreren Anwendungen der Computermechanik ist, wirft sie immer noch inter- essante Fragen bezglich ihrer Beziehung zur Theorie Rate-Independent Systeme und der korrekten Implementierung der Irreversibilitat des Bruchsprozesses. Unser Ziel ist, die Fahigkeit der alternierenden Minimierung zu untersuchen, einen Bruchprozess anzunahern. In diesem Zusammenhang werden wir die Konvergenz alternierender Minimierungsalgo- rithmen im Rahmen der Phase-Field Bruchmechanik untersuchen, wobei wir uns auf die energetische Charakterisierung zeitkontinuierlicher Grenzentwicklungen in Kombination mit verschiedenen Phase- Field Irreversibilitatsbeschrankungen konzentrieren. Schlielich werden wir den Ubergang von Phase- Field Entwicklungen zu scharfen Bruchprozessen mit Anwendungen zur Modellierung und Analyse von Sprodbruchen an dnnen Schalen betrachten. Unsere Analyse wird sich drei Hauptproblemen stellen: (i) die beteiligten Energien sind nicht konvex, (ii) die Losungen der Evolutionsprobleme weisen Zeitdiskontinuitaten auf, und (iii) die Evo- lutionen Ungleichheitsbeschrankungen erfullen, die die Irreversibilitat fordern. Dank der Mitteln der Variationsrechnung und der Theorie der Gradient Flows werden wir die erste globale Zeitkonvergenz- analyse der numerischen Methoden zur Bruchsimulation erstellen. Durch die Untersuchung der Kon- vergenz kritischer Punkte des Phase-Field Systemen werden wir rigoros zeigen, dass der Phase-Field Bruch eine zuverlassige Annaherung an einen Bruchprozess liefert. Unsere Analyse wird die Vor- und Nachteile der verschiedenen Algorithmen und Modelle beleuchten, die im Kontext der Phase-Field Ap- proximation von Bruchen entwickelt wurden. Wir werden daher die angewandte Forschung der letzten Jahre auf eine solide theoretische Grundlage stellen und zu einem besseren Verstandnis der Phase- Field Bruchmechanik und der damit verbundenen numerischen Ergebnisse beitragen. Als Konsequenz wird unsere Analyse den Weg ebnen, die bestehenden Berechnungsmethoden weiter zu optimieren.
- Technische Universität Wien - 100%
- Riccarda Rossi, Universita di Brescia - Italien
- Francesco Solombrino, Universita di Napoli Federico II - Italien
- Matteo Negri, Universita di Pavia - Italien
Research Output
- 24 Publikationen
- 3 Policies
- 3 Wissenschaftliche Auszeichnungen
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2026
Titel A coupled rate-dependent/rate-independent system for adhesive contact in Kirchhoff-Love plates DOI 10.1515/acv-2025-0015 Typ Journal Article Autor Bonfanti G Journal Advances in Calculus of Variations -
2026
Titel Mean-Field First Order Optimality Condition under Low Regularity of Controls DOI 10.1137/25m1820850 Typ Journal Article Autor Almi S Journal SIAM Journal on Control and Optimization -
2026
Titel Thermo-elastodynamics of nonlinearly viscous solids. DOI 10.1007/s00526-026-03282-9 Typ Journal Article Autor Almi S Journal Calculus of variations and partial differential equations Seiten 111 -
2025
Titel Linearization in magnetoelasticity DOI 10.1515/acv-2024-0019 Typ Journal Article Autor Almi S Journal Advances in Calculus of Variations -
2025
Titel Two-scale density of almost smooth functions in sphere-valued Sobolev spaces: A high-contrast extension of the Bethuel-Zheng theory DOI 10.1515/acv-2024-0134 Typ Journal Article Autor Davoli E Journal Advances in Calculus of Variations -
2025
Titel A Pontryagin maximum principle for agent-based models with convex state space DOI 10.1051/cocv/2025025 Typ Journal Article Autor Almi S Journal ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations -
2025
Titel Local asymptotics and optimal control for a viscous Cahn-Hilliard-Reaction-Diffusion model for tumor growth DOI 10.1051/cocv/2025021 Typ Journal Article Autor Davoli E Journal ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations -
2023
Titel Geometric rigidity for incompatible fields in the multi-well case and an application to strain-gradient plasticity DOI 10.48550/arxiv.2311.00438 Typ Preprint Autor Almi S Link Publikation -
2023
Titel Stochastic homogenization of micromagnetic energies and emergence of magnetic skyrmions DOI 10.21203/rs.3.rs-3042242/v1 Typ Preprint Autor Davoli E -
2023
Titel Lower semicontinuity and relaxation for free discontinuity functionals with non-standard growth DOI 10.48550/arxiv.2301.07406 Typ Preprint Autor Almi S Link Publikation -
2023
Titel A modular Poincaré-Wirtinger type inequality on Lipschitz domains for Sobolev spaces with variable exponents DOI 10.48550/arxiv.2304.13132 Typ Preprint Autor Davoli E Link Publikation -
2025
Titel Phase-Field Topology Optimization with Periodic Microstructure DOI 10.1137/23m1584861 Typ Journal Article Autor Almi S Journal SIAM Journal on Control and Optimization -
2024
Titel Stochastic Homogenization of Micromagnetic Energies and Emergence of Magnetic Skyrmions DOI 10.1007/s00332-023-10005-3 Typ Journal Article Autor Davoli E Journal Journal of Nonlinear Science -
2023
Titel Stochastic homogenization of micromagnetic energies and emergence of magnetic skyrmions DOI 10.48550/arxiv.2306.05151 Typ Preprint Autor Davoli E Link Publikation -
2023
Titel A new example for the Lavrentiev phenomenon in nonlinear elasticity DOI 10.1007/s00033-023-02132-4 Typ Journal Article Autor Almi S Journal Zeitschrift für angewandte Mathematik und Physik -
2023
Titel Lower semicontinuity and relaxation for free discontinuity functionals with non-standard growth DOI 10.1007/s00526-023-02623-2 Typ Journal Article Autor Almi S Journal Calculus of Variations and Partial Differential Equations -
2024
Titel Linearization in magnetoelasticity DOI 10.48550/arxiv.2401.09586 Typ Preprint Autor Almi S Link Publikation -
2024
Titel A fractional approach to strain-gradient plasticity: beyond core-radius of discrete dislocations DOI 10.1007/s00208-024-03020-6 Typ Journal Article Autor Almi S Journal Mathematische Annalen -
2024
Titel Geometric rigidity on Sobolev spaces with variable exponent and applications DOI 10.1007/s00030-024-01016-4 Typ Journal Article Autor Almi S Journal Nonlinear Differential Equations and Applications NoDEA -
2024
Titel Stability of the surface diffusion flow and volume-preserving mean curvature flow in the flat torus. DOI 10.1007/s00208-024-02863-3 Typ Journal Article Autor De Gennaro D Journal Mathematische annalen Seiten 4429-4461 -
2023
Titel Generalized bounded deformation in non-Euclidean settings DOI 10.48550/arxiv.2304.11372 Typ Preprint Autor Almi S Link Publikation -
2023
Titel A new example for the Lavrentiev phenomenon in Nonlinear Elasticity DOI 10.48550/arxiv.2309.08288 Typ Preprint Autor Almi S Link Publikation -
2022
Titel A general criterion for jump set slicing and applications DOI 10.48550/arxiv.2212.09822 Typ Preprint Autor Almi S -
2024
Titel A Bourgain-Brezis-Mironescu Formula Accounting for Nonlocal Antisymmetric Exchange Interactions DOI 10.1137/24m1632577 Typ Journal Article Autor Davoli E Journal SIAM Journal on Mathematical Analysis
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2022
Titel Seminar on rate-independent processes Typ Influenced training of practitioners or researchers -
2022
Titel Gamma Convergence and Applications Typ Influenced training of practitioners or researchers -
2021
Titel Mathematical Theory of Elasticity Typ Influenced training of practitioners or researchers
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2023
Titel Variationals Models for Material Failure Typ Personally asked as a key note speaker to a conference Bekanntheitsgrad Continental/International -
2023
Titel Banff workshop Compensated Compactness and applications to materials. Typ Personally asked as a key note speaker to a conference Bekanntheitsgrad Continental/International -
2023
Titel Nonlinear Partial Differential Equations in Salzburg Typ Personally asked as a key note speaker to a conference Bekanntheitsgrad Continental/International