Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

04.12 Численные методы, компьютерное моделирование

 

Анкилов А.В., Захарова А.Б. «Сравнительный анализ численного моделирования динамики упругой пластины в потоке газа» Прикладная математика и механика: сборник научных трудов. Вып. 9, с. 83-89 (2011)

На основе разработанных программных продуктов в двух системах компьютерной алгебры Mathcad и Mathematica проведены численные эксперименты и их сравнение по исследованию динамики упругой пластины, обтекаемой потоком идеальной несжимаемой жидкости (газа).

Прикладная математика и механика: сборник научных трудов. Вып. 9, с. 83-89 (2011) | Рубрики: 04.01 04.12

 

Тишкин В.Ф., Гасилов В.А., Змитренко Н.В., Кучугов П.А., Ладонкина М.Е., Повещенко Ю.А. «Современные методы математического моделирования развития гидродинамических неустойчивостей и турбулентного перемешивания» Математическое моделирование, 32, № 8, с. 57-90 (2020)

Изучение развития возмущений под действием различных гидродинамических неустойчивостей, а также переход к развитому перемешиванию и турбулентности, уже на протяжении многих десятилетий представляет значительный интерес. В первую очередь это связано с важностью этих процессов для различных областей науки и техники. Кроме того, следует отметить, что до сих пор не получено окончательных результатов, касающихся, например, характеристик турбулентных течений. Всё это стимулирует большой интерес к данной тематике как в плане физической теории, так и в плане развития новых подходов к математическому моделированию соответствующих задач. Возможности современной вычислительной техники позволяют проводить численные эксперименты как в двумерных, так и в трёхмерных постановках, анализировать особенности предлагаемых новых численных методов. В настоящее время на практике применяется огромное количество таких методов со многими их модификациями. Данный обзор посвящен наиболее перспективным, по мнению авторов, из них.

Математическое моделирование, 32, № 8, с. 57-90 (2020) | Рубрики: 04.01 04.12

 

Абалакин И.В., Бобков В.Г., Козубская Т.К., Вершков В.А., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М. «Численное моделирование обтекания жесткого винта в косом потоке» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 105-116 (2020)

Работа посвящена численному моделированию течения около вращающегося жесткого несущего винта вертолета на режиме косого обтекания на основе осредненных уравнений Навье–Стокса в неинерциальной системе координат. Расчеты проводились с помощью исследовательского программного комплекса NOISEtte, особенностью которого является использование схем с реберно-ориентированной реконструкцией переменных на неструктурированных гибридных сетках, а также коммерческого пакета программ ANSYS CFX. Численно полученные аэродинамические характеристики несущего винта сравниваются с данными физического эксперимента.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 4, с. 105-116 (2020) | Рубрики: 04.01 04.12

 

Будников А.В., Шмелев Е.И., Куликов Д.А., Логинов А.В., Дмитриев С.М., Прибатурин Н.А., Лобанов П.Д., Суворов А.С., Стуленков А.В. «Измерения гидродинамических и вибрационных характеристик для валидации численных расчетов возбуждения конструкций потоком жидкости» Приборы и методы измерений, 10, № 3, с. 223-232 (2019)

Вибрация конструкций под воздействием нестационарных гидродинамических сил, обусловленных обтеканием потоком поверхностей конструкций, может неблагоприятно сказываться на прочности и усталостной долговечности. Снижение неблагоприятного воздействия гидродинамических сил в настоящее время становится возможным по результатам связанных трехмерных расчетов гидродинамики (CFD) и вибрации. Однако для адекватного описания в связанной задаче определяющих физических процессов должны использоваться специфические именно для задачи гидроупругих колебаний расчетные модели и подходы. Для обоснования и валидации таких подходов разработана экспериментальная модель и выполнена серия исследований процесса возбуждения конструкции потоком воды. В качестве конструкции рассматривалась модель, состоящая из двух последовательно установленных цилиндров в поперечном потоке рабочей среды. В процессе испытаний, в зависимости от скорости потока, измерялись уровни вибраций и пульсаций давления в потоке и нестационарных полей скорости. Относительно простая конструкция рассматриваемой модели позволила применить различные бесконтактные системы измерений нестационарных процессов для кроссвалидации получаемых экспериментальных данных и для оценки неопределенностей в процессе испытаний. На основании полученных данных синхронных измерений анализировалось взаимное влияние потока и динамики конструкции, обусловленное эффектом синхронизации между частотой срыва (или ее гармониками) и собственной частотой цилиндров. Таким образом, выполненные исследования позволили получить информацию одновременно и о динамических характеристиках потока, и о параметрах, характеризующих вибрацию, для случая консольного закрепления стержней. Полученные экспериментальные данные используются для определения требований к точности проведения численных расчетов гидродинамических сил и для валидации одно- и двусторонне связанных методов численного расчета возбуждений конструкций потоком.

Приборы и методы измерений, 10, № 3, с. 223-232 (2019) | Рубрика: 04.12

 

Рехвиашвили С.Ш., Псху А.В., Кидакоев А.М. «Моделирование колебаний балки с заделанными концами с применением дробного интегро-дифференцирования» Прикладная физика и математика, № 4, с. 51-55 (2017)

Разработана математическая модель колебаний заделанной с двух сторон балки с учетом эффекта динамического гистерезиса, который описывается с помощью дробного интегро-дифференцирования. В аналитическом виде найдено решение основного уравнения модели. Проведены численные расчеты и показано, что применение аппарата дробного интегро-дифференцирования позволяет физически корректно описывать диссипативный характер колебаний балки.

Прикладная физика и математика, № 4, с. 51-55 (2017) | Рубрика: 04.12

 

Киселев А.Б., Логинов Д.П. «Численное моделирование необратимого деформирования и фрагментации осесимметричной стальной камеры при взрыве заряда в её полости» Прикладная физика и математика, № 3, с. 3-9 (2020)

Представлены расчёты необратимого динамического деформирования и фрагментации цилиндрической стальной камеры при действии интенсивной кратковременной нагрузки, обусловленной взрывом заряда конденсированного ВВ в её полости. Расчеты проведены при использовании разработанной численной методики, основанной на применении интегрального критерия, начала макроразрушения предельной удельной диссипации, а также на вероятностной теории типа Вейбулла. Задача имеет непосредственное отношение к проблеме хранения и транспортировки опасных веществ, а также защиты от взрывного воздействия обнаруженных неизвестных объектов в местах скопления людей.

Прикладная физика и математика, № 3, с. 3-9 (2020) | Рубрики: 04.12 08.10

 

Орлова А.С. «Применение метода минимальных автономных блоков для решения акустических задач» Вестник БГУ. Серия 1. Физика. Математика. Информатика, № 3, с. 50-55 (2015)

Предложена методика расчета двумерных и трехмерных акустических полей на основе метода минимальных автономных блоков. Методика базируется на декомпозиции исследуемой области на систему блоков (прямоугольников или прямоугольных параллелепипедов), акустические свойства которых описываются матрицами рассеяния. В состав декомпозиционной схемы, кроме основных, могут входить вспомогательные блоки, используемые для описания различных типов граничных условий. Приведены аналитические выражения для расчета элементов основных и вспомогательных матриц рассеяния. Описан рекомпозиционный алгоритм, применяемый для согласования блоков с различными акустическими свойствами. Рассмотрены основные этапы итерационного алгоритма, используемого для расчета акустического поля в исследуемой области. В основе алгоритма лежит моделирование многократного рассеяния канальных волн на системе минимальных автономных блоков. Представлены результаты тестовых расчетов на основе предложенной методики. Рассмотрена двумерная задача об излучении точечного источника в квадратной области, где заданы жесткие и мягкие граничные условия. Решена трехмерная акустическая задача об излучении двух когерентных точечных источников, расположенных в свободном пространстве.

Вестник БГУ. Серия 1. Физика. Математика. Информатика, № 3, с. 50-55 (2015) | Рубрики: 04.12 12.03

 

Михайличенко С.Ю., Иванча Е.В., Базыкина А.Ю. «Численное моделирование взаимодействия уединенной волны с подводным волноломом в модельном бассейне» Процессы в геосредах, № 2, с. 702-709 (2020)

Работа посвящена численному моделированию взаимодействия уединенной поверхностной волны с подводным прямоугольным волноломом в модельном бассейне постоянной глубины с использованием негидростатической гидродинамической модели SWASH (Simulating WAves till SHore). Исследовались особенности трансформации проходящей над препятствием волны при изменении ширины и высоты берегозащитного сооружения. На основе численных экспериментов проведен расчет коэффициентов трансформации для солитона и зоны площади его ослабления за волноломом. Определена локализация области максимального ослабления проходящей за берегозащитное сооружение волны. Проведен анализ особенностей пространственной структуры колебаний свободной поверхности, возникающих вследствие взаимодействия солитона с волноломом. Рассчитаны осредненные по глубине орбитальные скорости жидкости и определена зависимость их величин и направлений от геометрических параметров подводного препятствия.

Процессы в геосредах, № 2, с. 702-709 (2020) | Рубрики: 04.12 05.02

 

Ермолин К.С., Шелковников Ю.К., Осипов Н.И. «Исследование модели распространения ультразвуковых колебаний в иммерсионной среде с образцом» Ползуновский альманах, № 4, с. 39-43 (2019)

Рассмотрены особенности распространения ультразвуковых волн в слоистых средах. Определены коэффициенты отражения, прохождения и затухания ультразвуковых волн для сред с различным акустическим импедансом. Рассмотрено влияние материалов образца на фокусное расстояние активного концентратора. Получена в среде MathCad модель распространения ультразвуковых волн через многослойную структуру, имитирующую образец в иммерсионной среде.

Ползуновский альманах, № 4, с. 39-43 (2019) | Рубрики: 04.12 04.16