Описание реализованных в программе возможностей
Расчеты и исследования
----Пример расчета - взрывное разрушение оболочки
----Пример расчета - моделирование разрушения кольца (exploding cylinder tests)
----Пример расчета - лепесткование
----Пример расчета - сравнение эффективности защитных сеточных экранов
----Моделирование пробития сеточных преград высокоскоростными частицами
----Влияние гофрирования на защитные свойства противометеорного экрана из металлической сетки
----Использование деформационных критериев в сеточных методах с явным описанием поверхности разрушения
Алгоритмы и теория
----Вероятностный фактор при разрушении
----Описание разрушения при численном моделировании
----Реализация контактных и граничных условий
----Прозрачные граничные условия
----Условие устойчивости по времени
----Генерация случайной величины по заданному закону распределения
----Выделение составляющей тензора, отвечающей за отклонение от плоского состояния
----Генерация сетки
Численное моделирование
Данный раздел посвящен проекту создания программного комплекса для численного моделирования взрывного и высокоскоростного ударного нагружения и разрушения твердых тел. В то же время здесь рассматриваются вопросы, которые будут интересны и в других областях численного моделирования (создание сеток, визуализация результатов расчетов и т.д.).
Программный комплекс ориентирован, в первую очередь, на задачи ударно-взрывного разрушения (образование осколков и т.д. в трехмерной постановке), однако позволяет моделировать достаточно широкий класс задач:
- детонация
- взрывное разрушение оболочек, наполненных ВВ
- пробитие преграды
- высокоскоростное соударение тел
В настоящее время программный комплекс достаточно автоматизирован, в частности, значительно упрощено создание расчетной сетки, задание граничных условий, описание материала, из которого изготовлены взаимодействующие объекты.
Более подробно с возможностями программы можно ознакомится здесь
В данное время проект выполняется практически в одиночку, на базе НИИ Прикладной Математики и Механики при Томском Государственном Университете. Финансовую поддержку НИИПММ можно считать чисто символической, поэтому единственная причина, по которой я продолжаю этим заниматься - жалко бросать результаты 10-летней работы. В 2003-2004 и 2006-2007 годах проект был поддержан Грантом Президента РФ "Молодые кандидаты наук ". Я прекрасно понимаю, что вести подобный проект в одиночку бессмысленно, поэтому приветствуется обмен идеями, алгоритмами и т.д. Если кого-то заинтересовали отдельные возможности программы или конкретные модули, пишите s300
ngs.ru или по аське (ICQ UIN 117631343)- отвечу всем. Надеюсь, мои разработки окажутся для Вас полезными. Если Вы ведете исследования в области высокоскоростного удара или физики взрыва, предлагаю сотрудничество в плане сравнения результатов численного моделирования с результатами Ваших экспериментов.
Основная цель, которая преследовалась при создании сайта - организовать обмен идеями между теми, кто занимается созданием новых алгоритмов в области численного моделирования задач разрушения... Однако практика показала, что это направление в российской науке почти перестало существовать. Не собственно численное моделирование - оно как раз существует - а именно разработка новых алгоритмов и подходов. Это видно и по конференциям и по публикациям... Те специалисты, которые продолжают работать в области численного моделирования (и даже неплохо приспособились к нынешней системе распределения грантов) предпочитают не разрабатывать новые алгоритмы и методы - это достаточно сложная и неблагодарная задача, а считать на моделях 15-20-ти летней давности. Результаты в этом случае мало кого интересуют: главная цель - оформить свою деятельность в виде публикации, выбить еще гранты... И ни кого не волнует, что произведенный расчет - в лучшем случае привязка к эксперименту и обладает низкой предсказательной ценностью.
Я же в своей деятельности стараюсь придерживаться курса именно на универсализацию программы. Например, разностная схема не должна зависеть от геометрии задачи, от того, в какой точке объекта находится ячейка или узел, из каких материалов сделаны взаимодействующие тела. Уравнения состояния, геометрия и начальные условия описываются в отдельных модулях, что позволило приблизить программу к стандартам создания аналогичных коммерческих комплексов.
К сожалению, пока не все проблемы удалось решить... Создание подобных программных комплексов, отвечающих современным условиям - задача достаточно сложная даже для коллектива, а когда одному человеку приходится переключаться с сетки на графику, с графики на модели материалов, на вопросы разрушения и т.д., приличного результата ожидать трудно.
Подходы к описанию разрушения при численном моделировании
Вероятностный фактор при разрушении
Моделирование контактных взаимодействий и граничных условий
Моделирование пробития сеточных преград высокоскоростными частицами (в работе)
Условие устойчивости по времени
Выделение составляющей тензора, отвечающей за отклонение от плоского состояния
Генерация случайной величины, подчиняющейся заданному закону распределения
Кандидатская диссертация защищалась по теме "Численное моделирование фрагментации толстостенных цилиндрических оболочек при взрывном нагружении" по специальности 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры. Научный руководитель - д.ф.-м.н. Герасимов А.В. Диссертация защищалась на основе результатов численного моделирования задач взрывного дробления оболочек в двумерной (плоской) постановке, проведенного с использованием программного комплекса, включающего в себя элементы автоматического построения расчетной сетки, алгоритма построения поверхности разрушения при образовании трещины и механизма автоматической перестройки сетки при росте трещины. В данный момент расчет 2D задач интегрирован в общий программный комплекс, но дальнейшее его развитие приостановлено, дальнейшая разработка ведется только для 3D расчетов.
Скачать (70 кб) автореферат к диссертации
Скачать (656 кб) мою кандидатскую диссертацию "Численное моделирование фрагментации толстостенных цилиндрических оболочек при взрывном нагружении". Диссертация писалась с использованием MathType 4.0 для набора формул. Так что, возможно, для корректного отображения формул на вашем компьютере может потребоваться установка MathType. Для компактности межстрочный интервал сделан одинарным.
Скачать класс TfrGenerator v.1.0 -
модифицированный генератор случайных чисел, генерирует случайную величину, подчиняющуюся
заданному (в виде f(x)) закону распределения;
Скачать класс TfrGenerator v.2.0 -
в данной версии функция, задающая плотность вероятности, вынесена в отдельный
класс, что позволило иметь одновременно несколько объектов класса TfrGenerator,
выдающих случайную величину по одному и тому же закону (например, нормальному),
но с разными параметрами (например, дисперсией и средним арифметическим)
Алгоритм, по которому работает класс TfrGenerator
Программный комплекс пишется на Delphi.
Ссылки, близкие по тематике
http://www.matweb.com/
(ENG) Большая база данных по всем характеристикам различных, в том числе редких материалов. Для пластмасс, например, характеристики приводятся для каждой марки/производителя!!! Есть даже такая возможность, как подбор материала по заданным характеристикам.
http://cae.ru/
Форум для обсуждения проблемам механики, конечно-элементного моделирования,
расчетов, компьютерного инжиниринга. Присутствует, в основном, информация по
стандартным комплексам.
http://www.cad.dp.ua
Сайт пользователей CAD-систем в exUSSR. Очень неплохой обзор различных систем CAD/CAM/CAE/GIS, ссылки.
Контакты:
Пашков Сергей Владимирович, к.т.н.
email: s300ngs.ru,
ICQ UIN 117631343