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Time Integration in Discontinuous Deformation Analysis / Doolin, David M. in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°3 (Mars 2004)

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°3 (Mars 2004) . - 249-258 p. Titre : Time Integration in Discontinuous Deformation Analysis Titre original : Intégration de Temps dans l'Analyse Discontinue de Déformation Type de document : texte imprimé Auteurs : Doolin, David M., Auteur ; Sitar, Nicholas, Auteur ; Ooi, J. Y., Editeur scientifique Article en page(s) : 249-258 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Discrete  elements  Deformation  analysis  Computation  Rock  masses  Eléments  discrets  Analyse  de  déformation  Calcul  Masses  de  roche Index. décimale : 621.34/624 Résumé : Discontinuous deformation analysis (DDA) is a discrete element method that was developed for computing large deformation in fractured rock masses. In this paper we present details of the DDA time integration scheme, where the acceleration is taken constant over the time step, equal to the acceleration at the end of the time step (“right Riemann”). The integration scheme has several advantages: (1) Self-starting, (2) accelerations never need to be computed which reduces implementation complexity, (3) unconditionally stable, and (4) dissipative, contains algorithmic damping which may be important considering the penalty formulation of DDA. However, the right Riemann scheme is implicit, requiring expensive factorization or iteration to solve the resulting system of equations, and is accompanied by a bifurcation in the spectrum when the time step is large with respect to the period. This bifurcation has important ramifications for controlling spurious resonance in DDA simulations due to linear scaling in system stiffness compared to cubic scaling of the system mass as the characteristic length of the domain increases. L'Analyse discontinue de déformation (DDA) est une méthode discrète d'élément qui a été développée pour calculer la grande déformation dans les masses rompues de roche. En cet article que nous présentons des détails de l'arrangement d'intégration de temps de DDA, où l'accélération est prise la constante au-dessus de l'étape de temps, égalons à l'accélération à la fin de l'étape de temps ("Riemann droit"). L'arrangement d'intégration a plusieurs avantages : (1) l'Art de l'auto-portrait commençant, (2) des accélérations ne doit jamais être qui réduit la complexité d'exécution, (3) sans réserve stable calculé, et (4) dispersif, contient l'atténuation algorithmique qui peut être importante considérant la formulation de pénalité de DDA. Cependant, l'arrangement de Riemann de droite est implicite, exigeant de la factorisation ou de l'itération chère de résoudre le système résultant des équations, et est accompagné d'une bifurcation dans le spectre quand l'étape de temps est grande en ce qui concerne la période. Cette bifurcation a des ramifications importantes pour commander la fausse résonance dans des simulations de DDA dues à la graduation linéaire dans la rigidité de système comparée à la graduation cubique de la masse de système à mesure que la longueur caractéristique du domaine augmente. [article] Time Integration in Discontinuous Deformation Analysis = Intégration de Temps dans l'Analyse Discontinue de Déformation [texte imprimé] / Doolin, David M., Auteur ; Sitar, Nicholas, Auteur ; Ooi, J. Y., Editeur scientifique . - 249-258 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°3 (Mars 2004) . - 249-258 p. Mots-clés : Discrete  elements  Deformation  analysis  Computation  Rock  masses  Eléments  discrets  Analyse  de  déformation  Calcul  Masses  de  roche Index. décimale : 621.34/624 Résumé : Discontinuous deformation analysis (DDA) is a discrete element method that was developed for computing large deformation in fractured rock masses. In this paper we present details of the DDA time integration scheme, where the acceleration is taken constant over the time step, equal to the acceleration at the end of the time step (“right Riemann”). The integration scheme has several advantages: (1) Self-starting, (2) accelerations never need to be computed which reduces implementation complexity, (3) unconditionally stable, and (4) dissipative, contains algorithmic damping which may be important considering the penalty formulation of DDA. However, the right Riemann scheme is implicit, requiring expensive factorization or iteration to solve the resulting system of equations, and is accompanied by a bifurcation in the spectrum when the time step is large with respect to the period. This bifurcation has important ramifications for controlling spurious resonance in DDA simulations due to linear scaling in system stiffness compared to cubic scaling of the system mass as the characteristic length of the domain increases. L'Analyse discontinue de déformation (DDA) est une méthode discrète d'élément qui a été développée pour calculer la grande déformation dans les masses rompues de roche. En cet article que nous présentons des détails de l'arrangement d'intégration de temps de DDA, où l'accélération est prise la constante au-dessus de l'étape de temps, égalons à l'accélération à la fin de l'étape de temps ("Riemann droit"). L'arrangement d'intégration a plusieurs avantages : (1) l'Art de l'auto-portrait commençant, (2) des accélérations ne doit jamais être qui réduit la complexité d'exécution, (3) sans réserve stable calculé, et (4) dispersif, contient l'atténuation algorithmique qui peut être importante considérant la formulation de pénalité de DDA. Cependant, l'arrangement de Riemann de droite est implicite, exigeant de la factorisation ou de l'itération chère de résoudre le système résultant des équations, et est accompagné d'une bifurcation dans le spectre quand l'étape de temps est grande en ce qui concerne la période. Cette bifurcation a des ramifications importantes pour commander la fausse résonance dans des simulations de DDA dues à la graduation linéaire dans la rigidité de système comparée à la graduation cubique de la masse de système à mesure que la longueur caractéristique du domaine augmente.