XFEM — CAE术语解释

正是这样。XFEM（扩展有限元法）通过向包含裂纹的单元的形状函数添加"浓缩函数"来表现不连续面，而无需改变现有网格。即使裂纹扩展，也可以继续使用原始网格进行分析，这是最大的优点。

有两种。对于穿过裂纹面的单元，使用Heaviside函数表示位移的不连续（跳跃）。对于靠近裂纹尖端的单元，为了捕捉应力的奇异性，需要将与应力强度因子相对应的渐近解嵌入形状函数中。裂纹面本身用水平集函数进行几何描述。

除了通常有限元法的节点自由度外，浓缩节点还需要添加额外的自由度。因此整个联立方程的自由度数会增加。但由于只有裂纹附近的单元需要浓缩，所以总体成本增加不会太大。

在航空飞行器机身结构中预测疲劳裂纹的扩展路径，或在核容器健全性评估中设置虚拟裂纹来计算应力强度因子等场景中使用。Abaqus等商业求解器也已实现了XFEM功能。

这是个好的学习思路。水平集函数用符号距离来定义，可以获得几何的直观理解。最近，与相场法结合的手法也备受关注，不妨同时了解一下。