بررسی رشد ترک چسبنده در محیط دو فاز با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته

ایجاد و گسترش ترک در محیط متخلخل اشباع یکی از نکات مهمی است که در چند سال اخیر تحقیقات گسترده ای بر روی آن انجام شده است، یکی از روش های نوین برای بررسی و تحلیل ناپیوستگی در محیط دو فاز مانند گسترش ترک، روش المان محدود توسعه یافته می باشد. مزیت این روش نسبت به روش-های دیگر عدم نیاز به مش بندی مجدد محیط در هر مرحله از آنالیز می باشد. در روش المان محدود توسعه یافته با غنی کردن المان هایی که ناپیوستگی در آن ها وجود دارد، نیاز به مش بندی مجدد در هر مرحله از تحلیل نمی باشد. در این مقاله به بررسی گسترش ترک چسبنده در محیط متخلل اشباع دو فاز با استفاده از روش المان محدود توسعه یافته پرداخته شده است. برای تحلیل محیط متخلخل اشباع ابتدا معادلات بقای جرم، بقای مومنتوم و بقای انرژی برای در نظر گرفتن تاثیر همزمان جابجایی، فشار و دمای محیط متخلخل اشباع بر گسترش ترک بدست آمده و برای در نظر گرفتن نحوه گسترش ترک از مدل ترک جسبنده استفاده شده است. برای غنی کردن المان های ترک خورده از تابع هویساید و برای حل همزمان معادلات از روش نیوتن رافسون استفاده شده است. در انتها دو مدل عددی که توسط محققان دیگر مورد تحلیل قرار گرفته است، برای بررسی صحت سنجی روابط بدست آمده، مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج عددی بدست آمده نشان دهنده حداکثر 5 درصد اختلاف با نتایج کارهای عددی گذشته می باشد.