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  5. Nonlinear dynamic analysis of shear- and torsion-free rods using isogeometric discretization and outlier removal
 
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2025
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Nonlinear dynamic analysis of shear- and torsion-free rods using isogeometric discretization and outlier removal

File(s)
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Hauptpublikation
00466_2024_Article_2527.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 3.84 MB
TUDa URI
tuda/13283
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-294185
DOI
10.26083/tuprints-00029418
Autor:innen
Nguyen, Thi-Hoa ORCID 0000-0003-0519-5786
Roccia, Bruno A.
Hiemstra, René R.
Gebhardt, Cristian G.
Schillinger, Dominik ORCID 0000-0002-9068-6311
Kurzbeschreibung (Abstract)

In this paper, we present a discrete formulation of nonlinear shear- and torsion-free rods introduced by Gebhardt and Romero (Acta Mechanica 232(10):3825–3847, 2021) that uses isogeometric discretization and robust time integration. Omitting the director as an independent variable field, we reduce the number of degrees of freedom and obtain discrete solutions in multiple copies of the Euclidean space ℝ³, which is larger than the corresponding multiple copies of the manifold ℝ³×S² obtained with standard Hermite finite elements. For implicit time integration, we choose the same integration scheme as Gebhardt and Romero in (2021) that is a hybrid form of the midpoint and the trapezoidal rules. In addition, we apply a recently introduced approach for outlier removal by Hiemstra et al. (Comput Methods Appl Mech Eng 387:114115, 2021) that reduces high-frequency content in the response without affecting the accuracy, ensuring robustness of our nonlinear discrete formulation. We illustrate the efficiency of our nonlinear discrete formulation for static and transient rods under different loading conditions, demonstrating good accuracy in space, time and the frequency domain. Our numerical example coincides with a relevant application case, the simulation of mooring lines.

Freie Schlagworte

Shear- and torsion-fr...

Nonlinear structural ...

Isogeometric analysis...

Outlier removal

Energy and momentum p...

Swinging rods

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Fachgebiete der Mechanik > Fachgebiet Numerische Mechanik
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Computational Mechanics : Solids, Materials, Complex Fluids, Fluid-Structure-Interaction, Biological Systems, Micromechanics, Multiscale Mechanics, Additive Manufacturing
Startseite
689
Endseite
722
Jahrgang der Zeitschrift
75
Heftnummer der Zeitschrift
2
ISSN
1432-0924
Verlag
Springer
Ort der Erstveröffentlichung
Berlin ; Heidelberg
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2025
Verlags-DOI
10.1007/s00466-024-02527-8
PPN
532143043

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