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 گسترده‌ای بر روی آن انجام شده است، یکی از روش‌های نوین برای بررسی و تحلیل ناپیوستگی در محیط دو فاز مانند گسترش ترک، روش المان محدود توسعه یافته می‌باشد. مزیت این روش نسبت به روش-های دیگر عدم نیاز به مش‌بندی مجدد محیط در هر مرحله از آنالیز می‌باشد. در روش المان محدود توسعه یافته با غنی‌کردن المان‌هایی که ناپیوستگی در آن‌ها وجود دارد، نیاز به مش‌بندی مجدد در هر مرحله از تحلیل نمی‌باشد. 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 المان‌های 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 صحت‌سنجی 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.