|
|
|
Издается с 1978 года в г. Сарове (Арзамас-16) Нижегородской области |
РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР -
ВСЕРОССИЙСКИЙ НИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ |
|
Русский | English
|
Выпуск No 4, 2023 | АНИЗОТРОПНАЯ МОДЕЛЬ ЗАМЫКАНИЯ УРАВНЕНИЙ УПРУГОПЛАСТИКИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СРЕДЫ В СМЕШАННЫХ ЯЧЕЙКАХ
А. Л. Стадник, Ю. В. Янилкин, О. О. Топорова Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2023. Вып.4. С. 3-16.
Смешанные ячейки в лагранжево-эйлеровых или эйлеровых методах расчета упругопластических течений могут содержать в себе контактные границы между различными веществами. При применении ALE-методов используется двухэтапный подход. На первом (лагранжевом) этапе рассматриваются уравнения упругопластики без конвективных членов, учет конвективного переноса осуществляется на втором этапе. В работе описана новая анизотропная модель замыкания уравнений упругопластики в смешанных ячейках, содержащих два и более компонентов среды, на лагранжевом этапе. Модель реализована в двумерной методике ЭГАК. Приводятся постановки и результаты расчетов двух одномерных и одной двумерной тестовых задач, демонстрирующих преимущества нового метода (рис. - 11, табл. - 6, список лит. - 29). Ключевые слова: модель замыкания, смешанная ячейка, многокомпонентная среда, конечно-разностные методы, численное моделирование, двумерные течения, упругопластика.
| СРАВНЕНИЕ WPH И DISPH МЕТОДОВ ЧАСТИЦ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ НЕУСТОЙЧИВОСТЕЙ Ф. А. Сапожников, В. С. Рыкованов Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2023. Вып.4. С. 17-33.
Сравниваются два метода частиц - WPH и DISPH - на задачах, в которых происходят зарождение и рост неустойчивостей. Для определения вносимых методами погрешностей рассчитываются тестовые задачи, имеющие аналитическое решение. Для моделирования статического равновесия используется тест "Перенос куба", для динамического равновесия - тест "Вихрь Грешо-Чена". Проводится моделирование неустойчивости Рэлея-Тейлора в трехмерной постановке α-Group и расширенной постановке, вычисляется коэффициент скорости роста пузырей. Проводится моделирование неустойчивости Кельвина-Гельмгольца с одномодовым и многомодовым возмущением в двумерной и трехмерной постановках. Вычисляется коэффициент скорости роста зоны перемешивания. Для моделирования неустойчивости Рихтмайера-Мешкова выбрана задача "Обратный шеврон", имеющая экспериментальные результаты. Во всех тестах, рассчитанных по методу WPH, получается меньшая ошибка и счет выполняется быстрее, чем по DISPH. Делается вывод о целесообразности применения метода WPH для моделировании задач, требующих описания роста неустойчивостей (рис. - 26, список лит. - 14). Ключевые слова: гидродинамика сглаженных частиц, метод SPH, гидродинамика взвешенных частиц, метод WPH, программа "Молох", вихрь Грешо-Чена, неустойчивость Рэлея-Тейлора, неустойчивость Кельвина-Гельмгольца, неустойчивость Рихтмайера-Мешкова.
| ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПРЕДОБУСЛОВЛИВАТЕЛЬ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОГО УРАВНЕНИЯ ЛУЧИСТОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В МЕТОДИКЕ "КОРОНА" С. В. Чеботарь Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2023. Вып.4. С. 34-43.
Работа посвящена решению систем линейных уравнений, которые возникают при расчетах процессов теплопроводности на ЭВМ с распределенной памятью. Представлено описание параллельного предобусловливателя, используемого при решении систем линейных уравнений в блоке теплопроводности методики КОРОНА итерационными схемами на подпространствах Крылова. В его основе лежит параллельное многоуровневое неполное LU-разложение разреженных матриц в сочетании с неполным блочным разложением обратной матрицы. Суть метода - в рекурсивном построении иерархии матриц дополнения Шура с последовательным уменьшением числа процессов. Реализована возможность остановки рекурсии на заданном уровне и построения для очередной матрицы дополнения Шура неполной блочной аппроксимации обратной матрицы. Приведены результаты вычислительных экспериментов, полученные при решении задач по методике КОРОНА в параллельном режиме. Для получения сравнительных показателей реализовано еще несколько общепринятых предобусловливателей, которые используют в качестве основы ILU(t)-разложение: блочный метод Якоби, ограниченный аддитивный метод Шварца, а также метод из семейства Spike, использующий редуцированную матрицу (рис. - 8, табл. - 2, список лит. - 11). Ключевые слова: параллельные вычисления, системы линейных алгебраических уравнений, предобусловливатель, методика КОРОНА, теплопроводность.
| РЕШАТЕЛЬ РИМАНА HLLEM ДЛЯ ТРЕХМЕРНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ УРАВНЕНИЕМ СОСТОЯНИЯ И. В. Глазырин, А. В. Ершова, Н. А. Михайлов Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2023. Вып.4. С. 44-58.
В данной работе предложено обобщение применявшегося ранее решателя Римана HLLEM для системы уравнений одномерной однокомпонентной газовой динамики на трехмерный многокомпонентный случай для произвольной неструктурированной сетки. При этом уравнения состояния компонентов, как и в одномерном случае, могут быть произвольными. Контактный разрыв "размазывается" на некотором количестве вычислительных ячеек, и в этой области используется модель смесей на основе массовых концентраций. Трехмерная система уравнений многокомпонентной газовой динамики решается в эйлеровых переменных в декартовой системе координат. Система уравнений моделируется в консервативном виде с изотермическим условием замыкания, т. е. предполагается равенство температур компонентов. Для реализации решателя HLLEM выведены правые и левые собственные векторы матрицы Якоби для трехмерной многокомпонентной газодинамической системы уравнений с произвольным уравнением состояния. Предложенный решатель HLLEM реализован в рамках трехмерной эйлеровой методики "Фокус", использующей метод конечных объемов. Потоки консервативных величин через грани ячеек вычисляются по формуле средних. Значения потоков консервативных величин в центрах граней ячеек определяются из рассмотрения одномерных задач Римана вдоль нормалей к граням ячеек. Реконструкция величин на гранях ячеек производится с применением подхода TVD-ограничителей наклона. Решение по времени производится по двухстадийной схеме Рунге-Кутты. Тестирование проведено на двух плоских задачах Римана на трехмерной неструктурированной сетке с уравнением состояния идеального газа и двучленным уравнением состояния. Тестирование показало эффективность предложенного подхода (рис. - 6, табл. - 1, список лит. - 19). Ключевые слова: многокомпонентная газовая динамика, решатель Римана, HLLEM, собственные векторы, произвольное уравнение состояния, трехмерная неструктурированная сетка.
| РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ СТАЛИ 09Г2С ПРИ РАСТЯЖЕНИИ И ВНУТРЕННЕМ ДАВЛЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ "ЛОГОС ПРОЧНОСТЬ" А. А. Рябов, В. Н. Речкин, В. А. Барышев, Р. А. Барабанов Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2023. Вып.4. С. 59-69.
Приводятся результаты расчетно-экспериментальных исследований особенностей квазистатического деформирования и разрушения трубчатых образцов стали 09Г2С при осевом растяжении и действии внутреннего давления. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния образцов при больших деформациях вплоть до разрушения выполняется с использованием программного модуля "Логос Прочность" на основе полученных в экспериментах истинных диаграмм деформирования материала. Исследуются предельные уровни интенсивности пластических деформаций материала образцов в условиях изменяющегося вида напряженного состояния, описываемого различными параметрами (рис. - 9, список лит. - 29). Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, упругопластическое деформирование, разрушение, критерии прочности, метод конечных элементов, пакет программ "Логос", программный модуль "Логос Прочность".
| ВОЗМОЖНОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЕТОК ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АЭРО- И ГИДРОДИНАМИКИ В ПАКЕТЕ ПРОГРАММ "ЛОГОС" Е. О. Евстифеева, О. Н. Борисенко, Д. М. Панкратов, Т. В. Цалко, А. И. Шавхитдинова Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2023. Вып.4. С. 70-78.
Описаны возможности автоматического построения поверхностных треугольных сеток в пакете программ "Логос". Показано, что построение поверхностных сеток проводится с предварительным заданием минимального количества параметров и направлено на подготовку расчетных сеток высокого качества для решения задач аэро- и гидродинамики. На примерах продемонстрировано, что технология построения сеток, используемая в автоматическом генераторе сеток пакета программ "Логос", достаточно универсальна и позволяет расширить область его применения (рис. - 9, список лит. - 22). Ключевые слова: пакет программ "Логос", поверхностная сетка, автоматический генератор сетки, задачи аэро- и гидродинамики.
| ПЕРЕХВАТ СИГНАЛА С БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В. В. Шубин Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2023. Вып.4. С. 79-89.
Рассмотрены способы перехвата информации с боковой поверхности оптического волокна: пассивные, активные и компенсационные. Показано, что пассивные способы применяются только для многомодовых волокон. Для кабелей дальней связи с одномодовыми волокнами характерны только активные и компенсационные способы перехвата сигнала из сердцевины волокна. Представлена аналитическая зависимость для активных способов перехвата излучения, приведены экспериментальные и литературные данные для интрузивных и неинтрузивных способов. Представлен универсальный показатель эффективности и скрытности для всех способов перехвата. Рассмотрены компенсационные способы перехвата излучения для одноканальных и многоканальных волоконно-оптических систем (рис. - 11, табл. - 2, список лит. - 26). Ключевые слова: боковое излучение, устройства вывода и сбора, ввода излучения, боковая поверхность оптического волокна, многомодовое градиентное и одномодовое оптическое волокно, пассивные, активные и компенсационные способы перехвата.
| [ Возврат ] |
|
|
|
|
|
|
|