Preprint zu Embedded-Mesh-Ansätzen in der Kontaktmechanik
3 März 2026
Unser neues Preprint „An Embedded Mesh Approach for Isogeometric Boundary Layers in Contact Mechanics“ von Eugenia Gabriela Loera Villeda, Ivo Steinbrecher und Alexander Popp ist ab sofort auf arXiv verfügbar.
In dieser Arbeit schlagen wir einen neuartigen Diskretisierungs-Workflow für Kontaktprobleme vor, der die Diskretisierung der Kontaktoberfläche von derjenigen des Volumengebiets entkoppelt. Diese Trennung ermöglicht unabhängig angepasste Netze, sodass lokale Anforderungen - wie Elementtyp und Netzauflösung - flexibel und effizient berücksichtigt werden können.
Die Kontaktoberflächen werden mithilfe von NURBS-basierten isogeometrischen Randschichtnetzen diskretisiert, die direkt aus der CAD-Randrepräsentation abgeleitet werden und eine glatte geometrische Beschreibung sowie eine erhöhte Inter-Element-Stetigkeit bieten. Die Volumengebiete werden mit strukturierten kartesischen Gittern modelliert. Zur Kopplung dieser nicht übereinstimmenden Diskretisierungen verwenden wir einen Embedded-Mesh-Ansatz auf Basis einer Mortar-ähnlichen Nebenbedingungsformulierung.
Der Beitrag beschreibt den vollständigen Workflow zur Erzeugung sowohl der isogeometrischen Randschicht als auch des kartesischen Hintergrundnetzes, stellt Strategien zur Konstruktion NURBS-basierter Randschichten vor und demonstriert die Leistungsfähigkeit des Ansatzes anhand mehrerer numerischer Beispiele.
Loera Villeda, E.G., Steinbrecher, I., Popp, A. (2026): An Embedded Mesh Approach for Isogeometric Boundary Layers in Contact Mechanics. Preprint, submitted for publication. arXiv 
