[Текст] : статья / М.Е. Артемьев и др. // Вестник КрасГАУ "Ресурсосберегающие технологии". - 2007. - №.4. - С. 118-121
Доп.точки доступа:
Богульский, Игорь Олегович; Bogulskii I.O.
Труды сотрудников ИВМ СО РАН
w10=
Найдено документов в текущей БД: 13
Анализ осесимметричных фазовых деформаций в пластинах и оболочках
[Текст] : статья / Л.И. Шкутин // Прикладная механика и техническая физика. - 2007. - Т.48, №.2. - С. 163-171. - Библиогр.: с. 170-171
. - ISSN 0869-5032
Кл.слова (ненормированные):
сплавы с памятью формы -- фазовые превращения -- фазовые деформации -- пластины -- оболочки -- выпучивание -- численный анализ
Доп.точки доступа:
Shkutin L.I.
Кл.слова (ненормированные):
сплавы с памятью формы -- фазовые превращения -- фазовые деформации -- пластины -- оболочки -- выпучивание -- численный анализ
Доп.точки доступа:
Shkutin L.I.
Оценка вычислительной ошибки решения задачи о растяжении пластины с дуговым вырезом
[Текст] : статья / С. В. Доронин, А. Н. Рогалев // Вестник машиностроения. - 2015. - № 1. - С. 24-27
. - ISSN 0042-4633
Перевод заглавия: Assessment of calculation error at solving of tension problem for plate with arc cutout
Кл.слова (ненормированные):
Calculation error -- mesh of finite elements -- Kolosov-Inglis problem -- вычислительная ошибка -- сетка конечных элементов -- задача Колосова-Инглиса
Аннотация: Рассмотрены причины вычислительных ошибок при решении прикладных задач на прочность конструкции методом конечных элементов. Для задачи на растяжение пластины с дуговым вырезом получена оценка вычислительной ошибки.
The reasons of calculation errors at solving of applied problems on structural strength by finite element method are considered. The assessment of calculation error is obtained for tension problem of a plate with arc cutout.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
КТБ "Наука", Красноярский научный центр СО РАН
Доп.точки доступа:
Рогалев, Алексей Николаевич; Rogalev A.N.
Перевод заглавия: Assessment of calculation error at solving of tension problem for plate with arc cutout
Кл.слова (ненормированные):
Calculation error -- mesh of finite elements -- Kolosov-Inglis problem -- вычислительная ошибка -- сетка конечных элементов -- задача Колосова-Инглиса
Аннотация: Рассмотрены причины вычислительных ошибок при решении прикладных задач на прочность конструкции методом конечных элементов. Для задачи на растяжение пластины с дуговым вырезом получена оценка вычислительной ошибки.
The reasons of calculation errors at solving of applied problems on structural strength by finite element method are considered. The assessment of calculation error is obtained for tension problem of a plate with arc cutout.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН, Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
КТБ "Наука", Красноярский научный центр СО РАН
Доп.точки доступа:
Рогалев, Алексей Николаевич; Rogalev A.N.
539.3
Р 24
Р 24
Расчет композитных пластин и балок с учетом их структуры с применением сложных многосеточных конечных элементов
[Текст] : статья / А. Д. Матвеев // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2015. - № 9. - С. 100-107
. - ISSN 1819-4036
Перевод заглавия: CALCULATION OFCOMPOSITE PLATESAND BEAMSTAKING INTO ACCOUNT THEIRSTRUCTURE USINGCOMPLEXMULTIGRID FINITE ELEMENTS
Кл.слова (ненормированные):
elasticity -- composites -- plates -- beams -- finite element method -- complex multigrid finite elements -- упругость -- композиты -- пластины -- балки -- метод конечных элементов -- сложные многосеточные конечные элементы
Аннотация: Как известно, базовые дискретные модели композитных пластин и балок, учитывающие их неоднородную (микронеоднородную) структуру, имеют очень высокую размерность. В данной работе показаны процедуры построения сложных многосеточных конечных элементов (МнКЭ) n-го типа формы прямоугольного параллелепипеда для расчета упругих композитных пластин и балок. При построении сложного МнКЭп-го типа используются сложные МнКЭ (n -1 )-го типа, n ? 2, а сложные МнКЭ 1-го типа проектируются с применением двухсеточных конечных элементов (ДвКЭ). При построении ДвКЭ используются две вложенные узловые сетки, мелкая и крупная. Мелкая сетка порождена базовым разбиением ДвКЭ, которое учитывает его неоднородную (микронеоднородную) структуру. Крупная сетка используется для понижения размерности базового разбиения ДвКЭ. Предлагаемые сложные МнКЭ в композитных пластинах и балках описывают трехмерное напряженное состояние, учитывают неоднородную (микронеоднородную) структуру и образуют многосеточные дискретные модели малой размерности, причем сложные МнКЭ n-го типа порождают дискретные модели пластин, балок меньшей размерности, чем сложные МнКЭ (п - 1)-го типа. Напряжения определяются в любом компоненте композитных пластин и балок.
The basic discrete models of composite beams and plates, taking into account their heterogeneity(micro-heterogeneous) structure are known to have a very high dimensionality. Constructing complex multigrid finite elements(MgFE) of cuboid n - type to calculate the elastic composite plates and beams is given. When constructing complex MgFE of n - type, complex MgFE of (n -1 )-type are used, and complex MgFE of type 1are design ed with double-grid finite elements(DgFE). When building Dg FE, two nested grid nodes, both fine and large, are used. Fine grid is generated by base partition of DgFE taking into account its heterogeneity (microheterogeneous) structure. Large grid is used to reduce the dimension base partition of DgFE. The proposed complex MgFE in composite plates and beams describe a three-dimensional stress state, take into account the heterogeneous (micro-heterogeneous) multigrid structure and form the discrete models of small dimension. Moreover, the complex MgFE of n - type generate the discrete models of plates, beams of smaller dimension than do the complex MgFE of (n -1 )-type. Stresses are determined in any component of composite plates and beams.
РИНЦ,
Полный текст
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Matveev A.D.
Перевод заглавия: CALCULATION OFCOMPOSITE PLATESAND BEAMSTAKING INTO ACCOUNT THEIRSTRUCTURE USINGCOMPLEXMULTIGRID FINITE ELEMENTS
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
elasticity -- composites -- plates -- beams -- finite element method -- complex multigrid finite elements -- упругость -- композиты -- пластины -- балки -- метод конечных элементов -- сложные многосеточные конечные элементы
Аннотация: Как известно, базовые дискретные модели композитных пластин и балок, учитывающие их неоднородную (микронеоднородную) структуру, имеют очень высокую размерность. В данной работе показаны процедуры построения сложных многосеточных конечных элементов (МнКЭ) n-го типа формы прямоугольного параллелепипеда для расчета упругих композитных пластин и балок. При построении сложного МнКЭп-го типа используются сложные МнКЭ (n -1 )-го типа, n ? 2, а сложные МнКЭ 1-го типа проектируются с применением двухсеточных конечных элементов (ДвКЭ). При построении ДвКЭ используются две вложенные узловые сетки, мелкая и крупная. Мелкая сетка порождена базовым разбиением ДвКЭ, которое учитывает его неоднородную (микронеоднородную) структуру. Крупная сетка используется для понижения размерности базового разбиения ДвКЭ. Предлагаемые сложные МнКЭ в композитных пластинах и балках описывают трехмерное напряженное состояние, учитывают неоднородную (микронеоднородную) структуру и образуют многосеточные дискретные модели малой размерности, причем сложные МнКЭ n-го типа порождают дискретные модели пластин, балок меньшей размерности, чем сложные МнКЭ (п - 1)-го типа. Напряжения определяются в любом компоненте композитных пластин и балок.
The basic discrete models of composite beams and plates, taking into account their heterogeneity(micro-heterogeneous) structure are known to have a very high dimensionality. Constructing complex multigrid finite elements(MgFE) of cuboid n - type to calculate the elastic composite plates and beams is given. When constructing complex MgFE of n - type, complex MgFE of (n -1 )-type are used, and complex MgFE of type 1are design ed with double-grid finite elements(DgFE). When building Dg FE, two nested grid nodes, both fine and large, are used. Fine grid is generated by base partition of DgFE taking into account its heterogeneity (microheterogeneous) structure. Large grid is used to reduce the dimension base partition of DgFE. The proposed complex MgFE in composite plates and beams describe a three-dimensional stress state, take into account the heterogeneous (micro-heterogeneous) multigrid structure and form the discrete models of small dimension. Moreover, the complex MgFE of n - type generate the discrete models of plates, beams of smaller dimension than do the complex MgFE of (n -1 )-type. Stresses are determined in any component of composite plates and beams.
РИНЦ,
Полный текст
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Matveev A.D.
539.3
М333
М333
Двухсеточное моделирование трехмерных композитных пластин и балок со сложным закреплением
[Текст] : статья / А. Д. Матвеев, О. В. Амплеева // Численные методы решения задач теории упругости и пластичности : материалы XXIV Всероссийской конференции. - Омск, 2015. - С. 138-141
. - ISBN 978-5-8149-2019-5
Кл.слова (ненормированные):
композиты -- упругость -- пластины -- балки -- двухсеточные конечные элементы
Аннотация: Базовые конечноэлементные модели композитных пластин и балок, которые учитывают их структуру и сложные условия закрепления, имеют высокую размерность. В данной работе для расчета упругих трехмерных композитных пластин и балок предложены двухсеточные конечные элементы, которые проектируются на основе базовых дискретных моделей. Предлагаемые двухсеточные элементы в композитных пластинах и балках описывают трехмерное напряженное состояние, учитывают неоднородную структуру, сложные условия закрепления, порождают двухсеточные дискретные модели малой размерности и сеточные решения c заданной погрешностью.
РИНЦ,
Полный текст
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Амплеева, О.В.; Matveev A.D.; Численные методы решения задач теории упругости и пластичности (2015 ; 02.06 - 04.06 ; Омск)
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
композиты -- упругость -- пластины -- балки -- двухсеточные конечные элементы
Аннотация: Базовые конечноэлементные модели композитных пластин и балок, которые учитывают их структуру и сложные условия закрепления, имеют высокую размерность. В данной работе для расчета упругих трехмерных композитных пластин и балок предложены двухсеточные конечные элементы, которые проектируются на основе базовых дискретных моделей. Предлагаемые двухсеточные элементы в композитных пластинах и балках описывают трехмерное напряженное состояние, учитывают неоднородную структуру, сложные условия закрепления, порождают двухсеточные дискретные модели малой размерности и сеточные решения c заданной погрешностью.
РИНЦ,
Полный текст
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Амплеева, О.В.; Matveev A.D.; Численные методы решения задач теории упругости и пластичности (2015 ; 02.06 - 04.06 ; Омск)
535.015; 53.082.6
О-62
О-62
Оптимизация рабочих характеристик твердотельного лазера с диодной накачкой для космических применений
[Текст] : статья / Д. А. Архипов [и др.] // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2015. - Т. 15, № 6. - С. 1000-1007
. - ISSN 2226-1494
Перевод заглавия: Performance optimization of the diode-pumped solid-state laser for space applications
Кл.слова (ненормированные):
Solid-state laser -- Diode pumping -- slab -- unstable resonator -- hyperthermoconductive plate -- Parasitic oscillation -- твердотельный лазер -- диодная накачка -- слэб -- неустойчивый резонатор -- гипертеплопроводящая пластина -- Паразитная генерация
Аннотация: Предмет исследований. Теоретически и экспериментально исследованы теплофизические и оптические методы стабилизации характеристик твердотельного лазера с диодной накачкой для его применения в системах лазерной космической связи и лазерной дальнометрии. Методы. Исследования проведены с использованием оригинальной конструкции лазерного модуля твердотельного лазера с диодной накачкой, которая включает в себя Nd:YAG активный элемент лазера в виде слэба с оптической накачкой излучением линейки лазерных диодов типа QCW 400W производства фирмы NORTHROP GRUMMAN, неустойчивый двухпроходный резонатор с поворотом апертуры пучка на 180° и выводным зеркалом с переменным коэффициентом отражения, систему термостабилизации режимов генерации линеек лазерных диодов на основе гипертеплопроводящих пластин. Гипертеплопроводящие пластины позволяют исключить традиционные проточные системы охлаждения рабочих элементов твердотельных лазеров. Режим стабилизации температуры обеспечивается с помощью алгоритма широтно-импульсной модуляции мощности дополнительных электрических нагревателей. Для компенсации нестационарных тепловых искажений показателя преломления слэба в схему резонатора лазера включен призменный отражатель с углом при вершине 120°. На его узкие грани нанесено отражающее покрытие, а на широкую - просветляющее. В результате тройного отражения пучка внутри отражателя происходит поворот апертуры пучка на 180°. При осевой симметрии температурных искажений слэба такая процедура приводит к компенсации фазовых искажений выходного лазерного пучка. Для подавления паразитной генерации в слэбе используются диэлектрические оптические покрытия широких граней слэба. Основные результаты. Теоретически и экспериментально показано, что применение гипертеплопроводящих пластин совместно с алгоритмом широтно-импульсной модуляции позволяет обеспечить стабилизацию температуры подложек линеек лазерных диодов с точностью ± 0,1 °С и, одновременно выравнивать распределения температуры по ее поверхности с отклонением менее 1 °С. Оптическая схема резонатора лазера позволяет сохранить угловую расходимость излучения, превышающую дифракционный предел не более чем в два раза, при мощности накачки до 100 Вт. Показано, что для повышения эффективности световой накачки и коэффициента полезного действия лазера в целом необходимо использовать многослойные покрытия широких оптических поверхностей слэба на основе чередующихся слоев SiO2 и ZrO2. Практическая значимость. Предложена оригинальная конструкция лазерного модуля твердотельного лазера с диодной накачкой, позволяющая за счет температурной стабилизации линейки лазерных диодов и компенсации искажений оптического качества активного элемента оптимизировать режимы накачки и генерации излучения твердотельных лазеров. Разработанные методы оптимизации характеристик твердотельного лазера с диодной накачкой применимы и в космических условиях, что становится определяющим фактором при разработке лазеров космического базирования.
Subject of Research. Thermophysical and optical techniques of parameter regulation for diode pumped solid-state laser are studied as applied to space laser communication and laser ranging lines. Methods. The investigations are carried out on the base of the original design of diode pumped solid-state laser module that includes the following: Nd:YAG slab element, diode pumped by 400W QCW produced by NORTHROP GRUMMAN; two-pass unstable resonator with rotation of the laser beam aperture about its axis through 1800; the output mirror of the resonator with a variable reflection coefficient; hyperthermal conductive plates for thermal stabilization of the laser diode generation modes. The presence of thermal conductive plates excludes conventional running water systems applied as cooling systems for solid-state laser components. The diodes temperature stabilization is achieved by applying the algorithm of pulse-width modulation of power of auxiliary electric heaters. To compensate for non-stationary thermal distortions of the slab refractive index, the laser resonator scheme comprises a prism reflector with an apex angle of 1200. Narrow sides of the prism are covered with reflective coating, and its wide side is sprayed with antireflection coating. The beam aperture is turned around its axis through 1800 because of triple reflection of the beam inside the prism. The turning procedure leads to compensating for the output beam phase distortions in view of symmetric character of the aberrations of slab refractive index. To suppress parasitic oscillations inside the slab, dielectric coatings of wide sides of the slab are used. Main Results. We have demonstrated theoretically and experimentally that the usage of hyperthermal conductive plates together with the algorithm of pulse-width modulation provides stabilizing of the diode substrate temperature accurate within ± 0.1 °С and smoothing the temperature distribution along the plate surface accurate within 1 °С. Optical schematic diagram of the laser resonator keeps the laser beam divergence not exceeding a diffraction limit more than twice under a light pump power of 100 W. We have also shown that to increase the lasing efficiency, slab multilayer dielectric coatings made of SiO2 и ZrO2 should be used. Practical Relevance. We have proposed original design of the diode pumped solid-state laser module optimizing the generation and pump modes of solid-state lasers by the temperature stabilization technique for laser diode array and by compensation of the slab aberrations. The techniques are also applicable under space conditions; that is an important factor at developing the space-based lasers.
РИНЦ
Держатели документа:
«Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения» (ОАО «НИИ ОЭП»)
ФГБУН Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук
Доп.точки доступа:
Архипов, Д.А.; Arkhipov D.A.; Венглюк, В.И.; Venglyuk V.I.; Деревянко, В.А.; Derevyanko V.A.; Егоров, М.С.; Egorov M.S.; Резунков, Ю.А.; Rezunkov Yu.A.; Степанов, В.В.; Stepanov V.V.
Перевод заглавия: Performance optimization of the diode-pumped solid-state laser for space applications
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
Solid-state laser -- Diode pumping -- slab -- unstable resonator -- hyperthermoconductive plate -- Parasitic oscillation -- твердотельный лазер -- диодная накачка -- слэб -- неустойчивый резонатор -- гипертеплопроводящая пластина -- Паразитная генерация
Аннотация: Предмет исследований. Теоретически и экспериментально исследованы теплофизические и оптические методы стабилизации характеристик твердотельного лазера с диодной накачкой для его применения в системах лазерной космической связи и лазерной дальнометрии. Методы. Исследования проведены с использованием оригинальной конструкции лазерного модуля твердотельного лазера с диодной накачкой, которая включает в себя Nd:YAG активный элемент лазера в виде слэба с оптической накачкой излучением линейки лазерных диодов типа QCW 400W производства фирмы NORTHROP GRUMMAN, неустойчивый двухпроходный резонатор с поворотом апертуры пучка на 180° и выводным зеркалом с переменным коэффициентом отражения, систему термостабилизации режимов генерации линеек лазерных диодов на основе гипертеплопроводящих пластин. Гипертеплопроводящие пластины позволяют исключить традиционные проточные системы охлаждения рабочих элементов твердотельных лазеров. Режим стабилизации температуры обеспечивается с помощью алгоритма широтно-импульсной модуляции мощности дополнительных электрических нагревателей. Для компенсации нестационарных тепловых искажений показателя преломления слэба в схему резонатора лазера включен призменный отражатель с углом при вершине 120°. На его узкие грани нанесено отражающее покрытие, а на широкую - просветляющее. В результате тройного отражения пучка внутри отражателя происходит поворот апертуры пучка на 180°. При осевой симметрии температурных искажений слэба такая процедура приводит к компенсации фазовых искажений выходного лазерного пучка. Для подавления паразитной генерации в слэбе используются диэлектрические оптические покрытия широких граней слэба. Основные результаты. Теоретически и экспериментально показано, что применение гипертеплопроводящих пластин совместно с алгоритмом широтно-импульсной модуляции позволяет обеспечить стабилизацию температуры подложек линеек лазерных диодов с точностью ± 0,1 °С и, одновременно выравнивать распределения температуры по ее поверхности с отклонением менее 1 °С. Оптическая схема резонатора лазера позволяет сохранить угловую расходимость излучения, превышающую дифракционный предел не более чем в два раза, при мощности накачки до 100 Вт. Показано, что для повышения эффективности световой накачки и коэффициента полезного действия лазера в целом необходимо использовать многослойные покрытия широких оптических поверхностей слэба на основе чередующихся слоев SiO2 и ZrO2. Практическая значимость. Предложена оригинальная конструкция лазерного модуля твердотельного лазера с диодной накачкой, позволяющая за счет температурной стабилизации линейки лазерных диодов и компенсации искажений оптического качества активного элемента оптимизировать режимы накачки и генерации излучения твердотельных лазеров. Разработанные методы оптимизации характеристик твердотельного лазера с диодной накачкой применимы и в космических условиях, что становится определяющим фактором при разработке лазеров космического базирования.
Subject of Research. Thermophysical and optical techniques of parameter regulation for diode pumped solid-state laser are studied as applied to space laser communication and laser ranging lines. Methods. The investigations are carried out on the base of the original design of diode pumped solid-state laser module that includes the following: Nd:YAG slab element, diode pumped by 400W QCW produced by NORTHROP GRUMMAN; two-pass unstable resonator with rotation of the laser beam aperture about its axis through 1800; the output mirror of the resonator with a variable reflection coefficient; hyperthermal conductive plates for thermal stabilization of the laser diode generation modes. The presence of thermal conductive plates excludes conventional running water systems applied as cooling systems for solid-state laser components. The diodes temperature stabilization is achieved by applying the algorithm of pulse-width modulation of power of auxiliary electric heaters. To compensate for non-stationary thermal distortions of the slab refractive index, the laser resonator scheme comprises a prism reflector with an apex angle of 1200. Narrow sides of the prism are covered with reflective coating, and its wide side is sprayed with antireflection coating. The beam aperture is turned around its axis through 1800 because of triple reflection of the beam inside the prism. The turning procedure leads to compensating for the output beam phase distortions in view of symmetric character of the aberrations of slab refractive index. To suppress parasitic oscillations inside the slab, dielectric coatings of wide sides of the slab are used. Main Results. We have demonstrated theoretically and experimentally that the usage of hyperthermal conductive plates together with the algorithm of pulse-width modulation provides stabilizing of the diode substrate temperature accurate within ± 0.1 °С and smoothing the temperature distribution along the plate surface accurate within 1 °С. Optical schematic diagram of the laser resonator keeps the laser beam divergence not exceeding a diffraction limit more than twice under a light pump power of 100 W. We have also shown that to increase the lasing efficiency, slab multilayer dielectric coatings made of SiO2 и ZrO2 should be used. Practical Relevance. We have proposed original design of the diode pumped solid-state laser module optimizing the generation and pump modes of solid-state lasers by the temperature stabilization technique for laser diode array and by compensation of the slab aberrations. The techniques are also applicable under space conditions; that is an important factor at developing the space-based lasers.
РИНЦ
Держатели документа:
«Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения» (ОАО «НИИ ОЭП»)
ФГБУН Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук
Доп.точки доступа:
Архипов, Д.А.; Arkhipov D.A.; Венглюк, В.И.; Venglyuk V.I.; Деревянко, В.А.; Derevyanko V.A.; Егоров, М.С.; Egorov M.S.; Резунков, Ю.А.; Rezunkov Yu.A.; Степанов, В.В.; Stepanov V.V.
Вычислительный алгоритм для моделирования микрополярных тонких пластин
[Текст] : статья / М. П. Варыгина // Решетневские чтения. - 2015. - Т. 2, № 19. - С. 142-143
. - ISSN 1990-7702
Перевод заглавия: Numerical algorithm for modeling micropolar thin plates
Кл.слова (ненормированные):
micropolar elasticity theory -- dynamics -- Plates and Shells -- микрополярная теория упругости -- динамика -- пластины и оболочки
Аннотация: Для исследования динамических процессов в микрополярных пластинах и оболочках, широко применяющихся в аэрокосмической промышленности, разработаны эффективные алгоритмы для численной реализации математических моделей несимметричной теории упругости, учитывающих вращательные степени свободы частиц материала.
To research dynamic processes in micropolar plates and shells widely used in aerospace industry effective numerical methods are developed for numerical implementation of mathematical models of nonsymmetric elasticity theory taking into account rotational degrees of freedom of particles.
РИНЦ,
Полный текст
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Varygina M.P.
Перевод заглавия: Numerical algorithm for modeling micropolar thin plates
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
micropolar elasticity theory -- dynamics -- Plates and Shells -- микрополярная теория упругости -- динамика -- пластины и оболочки
Аннотация: Для исследования динамических процессов в микрополярных пластинах и оболочках, широко применяющихся в аэрокосмической промышленности, разработаны эффективные алгоритмы для численной реализации математических моделей несимметричной теории упругости, учитывающих вращательные степени свободы частиц материала.
To research dynamic processes in micropolar plates and shells widely used in aerospace industry effective numerical methods are developed for numerical implementation of mathematical models of nonsymmetric elasticity theory taking into account rotational degrees of freedom of particles.
РИНЦ,
Полный текст
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Varygina M.P.
539.3
М 54
М 54
Метод многосеточных конечных элементов в расчетах композитных пластин и балок
[Текст] : научное издание / А. Д. Матвеев // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2016. - № 12. - С. 93-100
. - ISSN 1819-4036
Кл.слова (ненормированные):
упругость -- композиты -- пластины -- балки -- многосеточные конечные элементы -- микроподход -- малая погрешность -- elasticity -- composites -- plates -- beams -- multigrid finite elements -- micro-approach -- high accuracy
Аннотация: Для расчета напряженного состояния упру-гих трехмерных композитных пластин и балок при статическом нагружении предложен ме-тод многосеточных конечных элементов, ко-торый реализуется на основе алгоритмов метода конечных элементов (МКЭ) с примене-нием трехмерных многосеточных конечных элементов (МнКЭ), имеющих неоднородную и микронеоднородную структуру. Отличие МнКЭ от существующих конечных элементов (КЭ) состоит в следующем. При построении -сеточного КЭ используются вложенных сеток. Мелкая сетка порождает разбиение, которое учитывает неоднородную структуру и форму МнКЭ, остальные крупные сет-ки применяются для понижения размерности МнКЭ, причем с увеличением размерность МнКЭ уменьшается. Особенность и достоин-ство МнКЭ состоят в том, что при построе-нии МнКЭ используются сколь угодно мелкие базовые разбиения композитных пластин, ба-лок, состоящих из односеточных КЭ 1-го по-рядка, т.е. по сути используется микроподход в конечноэлементной форме. Такие мелкие разбиения позволяют учитывать в МнКЭ, т.е. в базовых дискретных моделях композитных пластин, балок, сложную неоднородную, мик-ронеоднородную структуру и форму, сложный характер нагружения и закрепления и описы-вать сколь угодно точно напряженное дефор-мированное состояние уравнениями трехмер-ной теории упругости без введения дополни-тельных упрощающих гипотез. Краткая суть МнКЭ состоит в следующем. На базовом раз-биении (на мелкой сетке) сеточного конеч-ного элемента, определяем полную потенциальную энергию как функцию мно-гих переменных, которыми являются узловые перемещения мелкой сетки. На остальных крупных сетках (вложенных в мелкую сетку) строим по МКЭ функции перемещений, которые используем для понижения размерно-сти функции что позволяет проектиро-вать МнКЭ малой размерности. Изложены процедуры построения МнКЭ формы прямо-угольного параллелепипеда, пластинчатого и балочного типов. Достоинства МнКЭ состо-ят в том, что они порождают дискретные модели малой размерности и сеточные реше-ния c малой погрешностью. Приведен пример расчета многослойной пластины с примене-нием трехмерных 3- сеточных КЭ.
To calculate the stress state of elastic three-dimensional plates and beams under static loading a multigrid finite element method implemented on the basis of algorithms of finite element method (FEM), using three-dimensional multigrid finite ele-ments (MFE) of heterogeneous structure has been provided. The differences of MFE from currently available finite elements (FE) are as follows. When building - grid FE of nested grids is used. The fine grid generates a partition taking into ac-count inhomogeneous structure and shape of MFE, the other large grids are applied to reduce MFE dimensionality, with MFE dimension decreas-ing when is increasing. The peculiarities and advantages of MFE are to develop MFE, arbitrarily small basic partitions of composite plates and beams containing the 1st order single-grid FE can be used, i.e. in fact, the finite element micro ap-proach is applied. These partitions allow one to take into account in MFE the complex heterogene-ous and microscopically inhomogeneous structure, shape and complex loading and fixing nature and to describe the stress and stain state by the equa-tions of three-dimensional elastic theory without any additional simplifying hypotheses. The essence of MFE is as follows. At a basic partition (on the fine grid) of - grid FE, the total potential energy as a function of many variables depend-ing on the fine grid nodal displacements has been determined. On the other coarse grids (en-closed in the fine one), the displacement functions used to reduce the dimension of the function that allows one developing MFE of small dimension are found by FEM. The procedures of developing MFE of rectangular parallelepiped of plate and beam types are given. The advantages of MFE are: they produce small dimensional discrete models and high accuracy numerical solutions. An example of calculating the laminated plate, using three-dimensional 3-grid FE and the reference discrete model are given, with that having 623 millions of FEM nodal unknowns.
РИНЦ
Держатели документа:
Института вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Матвеев, А.Д.; Matveev A.D.
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
упругость -- композиты -- пластины -- балки -- многосеточные конечные элементы -- микроподход -- малая погрешность -- elasticity -- composites -- plates -- beams -- multigrid finite elements -- micro-approach -- high accuracy
Аннотация: Для расчета напряженного состояния упру-гих трехмерных композитных пластин и балок при статическом нагружении предложен ме-тод многосеточных конечных элементов, ко-торый реализуется на основе алгоритмов метода конечных элементов (МКЭ) с примене-нием трехмерных многосеточных конечных элементов (МнКЭ), имеющих неоднородную и микронеоднородную структуру. Отличие МнКЭ от существующих конечных элементов (КЭ) состоит в следующем. При построении -сеточного КЭ используются вложенных сеток. Мелкая сетка порождает разбиение, которое учитывает неоднородную структуру и форму МнКЭ, остальные крупные сет-ки применяются для понижения размерности МнКЭ, причем с увеличением размерность МнКЭ уменьшается. Особенность и достоин-ство МнКЭ состоят в том, что при построе-нии МнКЭ используются сколь угодно мелкие базовые разбиения композитных пластин, ба-лок, состоящих из односеточных КЭ 1-го по-рядка, т.е. по сути используется микроподход в конечноэлементной форме. Такие мелкие разбиения позволяют учитывать в МнКЭ, т.е. в базовых дискретных моделях композитных пластин, балок, сложную неоднородную, мик-ронеоднородную структуру и форму, сложный характер нагружения и закрепления и описы-вать сколь угодно точно напряженное дефор-мированное состояние уравнениями трехмер-ной теории упругости без введения дополни-тельных упрощающих гипотез. Краткая суть МнКЭ состоит в следующем. На базовом раз-биении (на мелкой сетке) сеточного конеч-ного элемента, определяем полную потенциальную энергию как функцию мно-гих переменных, которыми являются узловые перемещения мелкой сетки. На остальных крупных сетках (вложенных в мелкую сетку) строим по МКЭ функции перемещений, которые используем для понижения размерно-сти функции что позволяет проектиро-вать МнКЭ малой размерности. Изложены процедуры построения МнКЭ формы прямо-угольного параллелепипеда, пластинчатого и балочного типов. Достоинства МнКЭ состо-ят в том, что они порождают дискретные модели малой размерности и сеточные реше-ния c малой погрешностью. Приведен пример расчета многослойной пластины с примене-нием трехмерных 3- сеточных КЭ.
To calculate the stress state of elastic three-dimensional plates and beams under static loading a multigrid finite element method implemented on the basis of algorithms of finite element method (FEM), using three-dimensional multigrid finite ele-ments (MFE) of heterogeneous structure has been provided. The differences of MFE from currently available finite elements (FE) are as follows. When building - grid FE of nested grids is used. The fine grid generates a partition taking into ac-count inhomogeneous structure and shape of MFE, the other large grids are applied to reduce MFE dimensionality, with MFE dimension decreas-ing when is increasing. The peculiarities and advantages of MFE are to develop MFE, arbitrarily small basic partitions of composite plates and beams containing the 1st order single-grid FE can be used, i.e. in fact, the finite element micro ap-proach is applied. These partitions allow one to take into account in MFE the complex heterogene-ous and microscopically inhomogeneous structure, shape and complex loading and fixing nature and to describe the stress and stain state by the equa-tions of three-dimensional elastic theory without any additional simplifying hypotheses. The essence of MFE is as follows. At a basic partition (on the fine grid) of - grid FE, the total potential energy as a function of many variables depend-ing on the fine grid nodal displacements has been determined. On the other coarse grids (en-closed in the fine one), the displacement functions used to reduce the dimension of the function that allows one developing MFE of small dimension are found by FEM. The procedures of developing MFE of rectangular parallelepiped of plate and beam types are given. The advantages of MFE are: they produce small dimensional discrete models and high accuracy numerical solutions. An example of calculating the laminated plate, using three-dimensional 3-grid FE and the reference discrete model are given, with that having 623 millions of FEM nodal unknowns.
РИНЦ
Держатели документа:
Института вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Матвеев, А.Д.; Matveev A.D.
539.37
Ч-67
Ч-67
Численное моделирование микрополярных тонких пластин
[Текст] : научное издание / М. П. Варыгина, И. В. Смолехо // Решетневские чтения. - 2016. - Т. 2, № 20. - С. 120-122
. - ISSN 1990-7702
Перевод заглавия: NUMERICAL MODELING OF MICROPOLAR THIN PLATES
Кл.слова (ненормированные):
микрополярная теория упругости -- динамика -- тонкие пластины -- параллельные вычисления -- технология CUDA -- micropolar elasticity theory -- dynamics -- Thin plates -- parallel computations -- CUDA technology
Аннотация: Для исследования динамических процессов в микрополярных тонких пластинах, широко использующихся в аэрокосмической промышленности, разработан эффективный параллельный алгоритм для суперкомпьютеров с графическими ускорителями. Представлены результаты численного решения задачи Лэмба о действии мгновенной сосредоточенной нагрузки.
To research dynamic processes in micropolar thin plates widely used in aerospace industry effective parallel algorithm for supercomputers with graphical processors is developed. Numerical results of Lamb problem on instant concentrated load are presented.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Варыгина, М.П.; Varygina M.P.; Смолехо, И.В.; Smolekho I.V.
Перевод заглавия: NUMERICAL MODELING OF MICROPOLAR THIN PLATES
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
микрополярная теория упругости -- динамика -- тонкие пластины -- параллельные вычисления -- технология CUDA -- micropolar elasticity theory -- dynamics -- Thin plates -- parallel computations -- CUDA technology
Аннотация: Для исследования динамических процессов в микрополярных тонких пластинах, широко использующихся в аэрокосмической промышленности, разработан эффективный параллельный алгоритм для суперкомпьютеров с графическими ускорителями. Представлены результаты численного решения задачи Лэмба о действии мгновенной сосредоточенной нагрузки.
To research dynamic processes in micropolar thin plates widely used in aerospace industry effective parallel algorithm for supercomputers with graphical processors is developed. Numerical results of Lamb problem on instant concentrated load are presented.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Варыгина, М.П.; Varygina M.P.; Смолехо, И.В.; Smolekho I.V.
539.3
М 54
М 54
Метод многосеточных конечных элементов в расчетах трехмерных композитных пластин и балок сложной формы
[Текст] : статья / А. Д. Матвеев // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2017. - № 11. - С. 131-140
. - ISSN 1819-4036
Перевод заглавия: Multigrid finite element method in the calculations of three-dimensional composite plates and beams of irregular form
Кл.слова (ненормированные):
упругость -- композиты -- пластины и балки сложной формы -- многосе-точные конечные элементы -- микроподход -- ма-лая погрешность -- elasticity -- composites -- plates and beams of complex shape -- multigrid finite elements -- microapproach -- small error
Аннотация: Для расчета напряженного состояния упру-гих трехмерных композитных пластин и балок сложной формы при статическом нагружении предложен метод многосеточных конечных элементов, который реализуется на основе алгоритмов метода конечных элементов (МКЭ) с применением трехмерных многосе-точных конечных элементов (МнКЭ), имеющих неоднородную и микронеоднородную структу-ру. Отличие МнКЭ от существующих конеч-ных элементов (КЭ) состоит в следующем. При построении m-сеточного КЭ используют-ся m вложенных сеток. Мелкая сетка порож-дает разбиение, которое учитывает неодно-родную структуру и сложную форму МнКЭ, остальные m - 1 крупные сетки применяются для понижения размерности МнКЭ, причем, с увеличением m размерность МнКЭ уменьша-ется. Особенность и достоинство МнКЭ со-стоят в том, что при построении МнКЭ ис-пользуются сколь угодно мелкие базовые раз-биения композитных пластин, балок, состоя-щих из односеточных КЭ 1-го порядка, т. е. по сути используется микроподход в конечноэле-ментной форме. Такие мелкие разбиения поз-воляют учитывать в МнКЭ, т. е. в базовых дискретных моделях композитных пластин, балок, сложную неоднородную, микронеодно-родную структуру и форму, сложный характер нагружения и закрепления и описывать сколь угодно точно напряженное деформированное состояние уравнениями трехмерной теории упругости без введения дополнительных упрощающих гипотез. Краткая суть МнКЭ со-стоит в следующем. На базовом разбиении (на мелкой сетке) m-сеточного конечного эле-мента, m ? 2, определяем полную потенци-альную энергию как функцию многих пере-менных, которыми являются узловые пере-мещения мелкой сетки. На остальных m - 1 крупных сетках (вложенных в мелкую сетку) строим по МКЭ функции перемещений, кото-рые используем для понижения размерности функции, что позволяет проектировать МнКЭ малой размерности. Изложены процеду-ры построения МнКЭ пластинчатого и балоч-ного типов сложной формы. Достоинства МнКЭ состоят в том, что они порождают дискретные модели малой размерности и се-точные решения c малой погрешностью. При-веден пример расчета композитной балки с применением трехмерных двухсеточных КЭ сложной формы.
To calculate the stress and strain state of three-dimensional elastic composite plates and beams of heterogeneous structure, irregular shape and static loading the method of multigrid finite elements is provided when implemented on the basis of algo-rithms of finite element method (FEM), using three-dimensional homogeneous and composite multigrid finite elements (MFE). MFE differs from existing final elements (FE) given below. At creation of m-net FE m of enclosed grids are used. Small grid generates splitting which considers non-uniform structure and FEM difficult form the others m - 1 large grids applied to decrease the dimension of FEM and with the increase in m dimension of MFE decreases. The peculiarity and advantage of FEM are the following: at the creation of FEM as much as small basic splittings composite plates are used, the beams consisting of one-net FE of the 1-st or-der i.e. in fact microapproach in finite element form is used. Such small grids allow to consider in FEM, i.e. in basic discrete models of composite plates, beams, difficult non-uniform, micronon-uniform structure and form, difficult nature of loading and fixing and to describe as precisely as possible in-tense deformed state the equations of three-dimensional theory of elasticity without introduction of additional simplifying hypotheses. Short essence of FEM is as follows. On basic splitting (on a small grid) a net final element, m ? 2 total potential ener-gy as the function of many variables which nodal movements of a small grid is defined. On the other m - 1 large grids (enclosed in a small grid) on FEM the function of movements used for decreasing dimension of function allowing to project FEM of small dimension is built. The procedures of creation of FEM of lamellar and frame types of complex type are stated. The advantages of FEM are in generat-ing discrete models of small dimension and net de-cisions with a small error. The example of calcula-tion of a composite beam with application of three-dimensional two-net FE of difficult form is given.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Матвеев, А.Д.; Matveev A.D.
Перевод заглавия: Multigrid finite element method in the calculations of three-dimensional composite plates and beams of irregular form
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
упругость -- композиты -- пластины и балки сложной формы -- многосе-точные конечные элементы -- микроподход -- ма-лая погрешность -- elasticity -- composites -- plates and beams of complex shape -- multigrid finite elements -- microapproach -- small error
Аннотация: Для расчета напряженного состояния упру-гих трехмерных композитных пластин и балок сложной формы при статическом нагружении предложен метод многосеточных конечных элементов, который реализуется на основе алгоритмов метода конечных элементов (МКЭ) с применением трехмерных многосе-точных конечных элементов (МнКЭ), имеющих неоднородную и микронеоднородную структу-ру. Отличие МнКЭ от существующих конеч-ных элементов (КЭ) состоит в следующем. При построении m-сеточного КЭ используют-ся m вложенных сеток. Мелкая сетка порож-дает разбиение, которое учитывает неодно-родную структуру и сложную форму МнКЭ, остальные m - 1 крупные сетки применяются для понижения размерности МнКЭ, причем, с увеличением m размерность МнКЭ уменьша-ется. Особенность и достоинство МнКЭ со-стоят в том, что при построении МнКЭ ис-пользуются сколь угодно мелкие базовые раз-биения композитных пластин, балок, состоя-щих из односеточных КЭ 1-го порядка, т. е. по сути используется микроподход в конечноэле-ментной форме. Такие мелкие разбиения поз-воляют учитывать в МнКЭ, т. е. в базовых дискретных моделях композитных пластин, балок, сложную неоднородную, микронеодно-родную структуру и форму, сложный характер нагружения и закрепления и описывать сколь угодно точно напряженное деформированное состояние уравнениями трехмерной теории упругости без введения дополнительных упрощающих гипотез. Краткая суть МнКЭ со-стоит в следующем. На базовом разбиении (на мелкой сетке) m-сеточного конечного эле-мента, m ? 2, определяем полную потенци-альную энергию как функцию многих пере-менных, которыми являются узловые пере-мещения мелкой сетки. На остальных m - 1 крупных сетках (вложенных в мелкую сетку) строим по МКЭ функции перемещений, кото-рые используем для понижения размерности функции, что позволяет проектировать МнКЭ малой размерности. Изложены процеду-ры построения МнКЭ пластинчатого и балоч-ного типов сложной формы. Достоинства МнКЭ состоят в том, что они порождают дискретные модели малой размерности и се-точные решения c малой погрешностью. При-веден пример расчета композитной балки с применением трехмерных двухсеточных КЭ сложной формы.
To calculate the stress and strain state of three-dimensional elastic composite plates and beams of heterogeneous structure, irregular shape and static loading the method of multigrid finite elements is provided when implemented on the basis of algo-rithms of finite element method (FEM), using three-dimensional homogeneous and composite multigrid finite elements (MFE). MFE differs from existing final elements (FE) given below. At creation of m-net FE m of enclosed grids are used. Small grid generates splitting which considers non-uniform structure and FEM difficult form the others m - 1 large grids applied to decrease the dimension of FEM and with the increase in m dimension of MFE decreases. The peculiarity and advantage of FEM are the following: at the creation of FEM as much as small basic splittings composite plates are used, the beams consisting of one-net FE of the 1-st or-der i.e. in fact microapproach in finite element form is used. Such small grids allow to consider in FEM, i.e. in basic discrete models of composite plates, beams, difficult non-uniform, micronon-uniform structure and form, difficult nature of loading and fixing and to describe as precisely as possible in-tense deformed state the equations of three-dimensional theory of elasticity without introduction of additional simplifying hypotheses. Short essence of FEM is as follows. On basic splitting (on a small grid) a net final element, m ? 2 total potential ener-gy as the function of many variables which nodal movements of a small grid is defined. On the other m - 1 large grids (enclosed in a small grid) on FEM the function of movements used for decreasing dimension of function allowing to project FEM of small dimension is built. The procedures of creation of FEM of lamellar and frame types of complex type are stated. The advantages of FEM are in generat-ing discrete models of small dimension and net de-cisions with a small error. The example of calcula-tion of a composite beam with application of three-dimensional two-net FE of difficult form is given.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Матвеев, А.Д.; Matveev A.D.
539.3
М 54
М 54
Метод многосеточных конечных элементов в расчетах композитных оболочек вращения и двоякой кривизны
: статья / А. Д. Матвеев // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2018. - № 3. - С. 126-137
. - ISSN 1819-4036
Перевод заглавия: Method of multigrid finite elements of the composite rotational and bi-curved shell calculations
Кл.слова (ненормированные):
упругость -- композиты -- многосе-точные конечные элементы -- образующие КЭ -- оболочки вращения и двоякой кривизны -- круглые пластины -- диски -- кольца и валы -- elasticity -- composites -- multigrid final elements forming FE -- covers of rotation and double curvature -- round plates -- disks -- rings and shafts
Аннотация: Для расчета трехмерного напряженного состояния упругих композитных оболочек вращения и двоякой кри-визны при статическом нагружении предложен метод многосеточных конечных элементов (ММКЭ), который реализуется на основе алгоритмов метода конечных элементов (МКЭ) с применением трехмерных однород-ных и композитных криволинейных многосеточных ко-нечных элементов (МнКЭ). При построении МнКЭ (без увеличения их размерности) можно использовать сколь угодно мелкие (базовые) разбиения оболочек, которые позволяют в МнКЭ сколь угодно точно учитывать сложную неоднородную структуру и описывать напря-женное состояние уравнениями трехмерной задачи теории упругости. При построении n-сеточного конеч-ного элемента (КЭ) используем n вложенных сеток. Мелкая сетка порождена базовым разбиением МнКЭ, остальные n - 1 крупные сетки применяем для пониже-ния размерности МнКЭ. В ММКЭ используются одно-родные и неоднородные МнКЭ и системы вложенных сеток, что расширяет область его применения. В МКЭ применяются однородные односеточные КЭ. Так как при построении n-сеточного КЭ используется не одна, а n вложенных сеток, то ММКЭ является обобще-нием МКЭ, т. е. МКЭ - частный случай ММКЭ. Предло-жен метод образующих КЭ для проектирования трех-мерных МнКЭ сложной формы в локальных декартовых системах координат. Метод базируется на том, что область трехмерного МнКЭ получается путем пово-рота плоского односеточного (образующего) КЭ слож-ной формы вокруг некоторой оси на малый угол или параллельным перемещением образующего КЭ вдоль заданной прямой на заданное расстояние. При построе-нии МнКЭ используются полиномы Лагранжа. Такой под-ход позволяет проектировать трехмерные МнКЭ для расчета композитных оболочек вращения (двоякой кри-визны) и конструкций, один характерный размер кото-рых значительно больше других. Оболочки двоякой кри-визны представляются совокупностью оболочек вра-щения. Предлагаемые МнКЭ эффективны в расчетах круглых композитных пластин, дисков, колец и валов. Рассмотрены трехмерные МнКЭ, которые могут эф-фективно применяться при расчете крыльев, фюзеля-жей самолетов, корпусов кораблей, ракет и пролетных строений мостов. МнКЭ порождают дискретные моде-ли малой размерности и решения c малой погрешно-стью. 2n
To calculate the stress-strain state of elastic three-dimensional rotational and bi-curved shells of inhomogeneous structure, irregular shape and static loading, multigrid finite element method (MFEM) represented on the basis of finite element method (FEM) algorithms using three-dimensional (homogeneous) composite curvilinear multigrid finite elements (MFE) was proposed. At creation of MFE (without increase in their dimension) it is possible to use as much as small (basic) splittings covers allowing to consider as much as precisely in MFE difficult non-uniform structure and to describe the ten-sion the equations of a three-dimensional task of the theory of elasticity. As at creation of n-net final element (FE) n of en-closed grids is used. Small grid is generated by MFE basic splitting others n- 1 large grids are used to decrease MFE dimension. In MFEM uniform and non-uniform MFE and sys-tems of enclosed grids that expands the area of its application are used. In FEM uniform one-net FE are applied. As at crea-tion of n-net FE not one, but n of enclosed grids are used, MFEM is generalization of MFE, i.e. MFE is a special case of MFEM. The method of forming FE for the design of three-dimensional MFE of difficult form in local Cartesian systems of coordinates is offered. The method is based on the area of three-dimensional MFE turns out by turn of flat one-net (forming) FE of difficult form round some axis on a small corner or parallel movement forming FE along the set straight line. At creation of MFE Lagrangian polynomials are used. Such approach allows to project three-dimensional MFE for calculation of composite covers of rotation (double curvature) and designs, one characteristic size of which is much more others. The covers of double curvature are repre-sented by the set of covers of rotation. Offered MFE are effec-tive in calculation of round composite plates, disks, rings and shaft. Three-dimensional MFE which can effectively be ap-plied at calculation of wings, fuselages of planes and frames of the ships, rockets and flying structures of bridges are con-sidered. MFE generate discrete models of small dimension and the decision with small error.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Матвеев, А.Д.; Matveev A.D.
Перевод заглавия: Method of multigrid finite elements of the composite rotational and bi-curved shell calculations
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
упругость -- композиты -- многосе-точные конечные элементы -- образующие КЭ -- оболочки вращения и двоякой кривизны -- круглые пластины -- диски -- кольца и валы -- elasticity -- composites -- multigrid final elements forming FE -- covers of rotation and double curvature -- round plates -- disks -- rings and shafts
Аннотация: Для расчета трехмерного напряженного состояния упругих композитных оболочек вращения и двоякой кри-визны при статическом нагружении предложен метод многосеточных конечных элементов (ММКЭ), который реализуется на основе алгоритмов метода конечных элементов (МКЭ) с применением трехмерных однород-ных и композитных криволинейных многосеточных ко-нечных элементов (МнКЭ). При построении МнКЭ (без увеличения их размерности) можно использовать сколь угодно мелкие (базовые) разбиения оболочек, которые позволяют в МнКЭ сколь угодно точно учитывать сложную неоднородную структуру и описывать напря-женное состояние уравнениями трехмерной задачи теории упругости. При построении n-сеточного конеч-ного элемента (КЭ) используем n вложенных сеток. Мелкая сетка порождена базовым разбиением МнКЭ, остальные n - 1 крупные сетки применяем для пониже-ния размерности МнКЭ. В ММКЭ используются одно-родные и неоднородные МнКЭ и системы вложенных сеток, что расширяет область его применения. В МКЭ применяются однородные односеточные КЭ. Так как при построении n-сеточного КЭ используется не одна, а n вложенных сеток, то ММКЭ является обобще-нием МКЭ, т. е. МКЭ - частный случай ММКЭ. Предло-жен метод образующих КЭ для проектирования трех-мерных МнКЭ сложной формы в локальных декартовых системах координат. Метод базируется на том, что область трехмерного МнКЭ получается путем пово-рота плоского односеточного (образующего) КЭ слож-ной формы вокруг некоторой оси на малый угол или параллельным перемещением образующего КЭ вдоль заданной прямой на заданное расстояние. При построе-нии МнКЭ используются полиномы Лагранжа. Такой под-ход позволяет проектировать трехмерные МнКЭ для расчета композитных оболочек вращения (двоякой кри-визны) и конструкций, один характерный размер кото-рых значительно больше других. Оболочки двоякой кри-визны представляются совокупностью оболочек вра-щения. Предлагаемые МнКЭ эффективны в расчетах круглых композитных пластин, дисков, колец и валов. Рассмотрены трехмерные МнКЭ, которые могут эф-фективно применяться при расчете крыльев, фюзеля-жей самолетов, корпусов кораблей, ракет и пролетных строений мостов. МнКЭ порождают дискретные моде-ли малой размерности и решения c малой погрешно-стью. 2n
To calculate the stress-strain state of elastic three-dimensional rotational and bi-curved shells of inhomogeneous structure, irregular shape and static loading, multigrid finite element method (MFEM) represented on the basis of finite element method (FEM) algorithms using three-dimensional (homogeneous) composite curvilinear multigrid finite elements (MFE) was proposed. At creation of MFE (without increase in their dimension) it is possible to use as much as small (basic) splittings covers allowing to consider as much as precisely in MFE difficult non-uniform structure and to describe the ten-sion the equations of a three-dimensional task of the theory of elasticity. As at creation of n-net final element (FE) n of en-closed grids is used. Small grid is generated by MFE basic splitting others n- 1 large grids are used to decrease MFE dimension. In MFEM uniform and non-uniform MFE and sys-tems of enclosed grids that expands the area of its application are used. In FEM uniform one-net FE are applied. As at crea-tion of n-net FE not one, but n of enclosed grids are used, MFEM is generalization of MFE, i.e. MFE is a special case of MFEM. The method of forming FE for the design of three-dimensional MFE of difficult form in local Cartesian systems of coordinates is offered. The method is based on the area of three-dimensional MFE turns out by turn of flat one-net (forming) FE of difficult form round some axis on a small corner or parallel movement forming FE along the set straight line. At creation of MFE Lagrangian polynomials are used. Such approach allows to project three-dimensional MFE for calculation of composite covers of rotation (double curvature) and designs, one characteristic size of which is much more others. The covers of double curvature are repre-sented by the set of covers of rotation. Offered MFE are effec-tive in calculation of round composite plates, disks, rings and shaft. Three-dimensional MFE which can effectively be ap-plied at calculation of wings, fuselages of planes and frames of the ships, rockets and flying structures of bridges are con-sidered. MFE generate discrete models of small dimension and the decision with small error.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Матвеев, А.Д.; Matveev A.D.
537.32
C16
C16
Calculation of characteristics of thermoelectric cooling system of heat-loaded elements of radio electronic equipment
: статья / E. N. Vasil'ev // Сибирский журнал науки и технологий. - 2018. - Т. 19, № 1. - P17-21
. - ISSN 2587-6066
Перевод заглавия: Расчет характеристик термоэлектрической системы охлаждения теплонагруженных элементов радиоэлектронной аппаратуры
Кл.слова (ненормированные):
термоэлектрический модуль -- тепловой режим -- теплонагруженный элемент -- система охлаждения -- термическое сопротивление -- thermoelectric module -- heat mode -- heat-loaded element -- cooling system -- thermal resistance
Аннотация: Modern technologies make it possible to construct electronic devices that combine small sizes and high energy con- sumption, which requires the optimization of thermal modes. A promising direction to improve cooling intensity of the heat-loaded element (HLE) and precision of temperature control is applying thermoelectric modules (TEMs), which endow the heat release system with a cooling function, i. e., allow to reach temperatures of the HLE below ambient temperature. In the present paper, the processes of heat transfer in thermoelectric system of cooling and temperature control (TESCTC) are comprehensively considered. The temperature field in the capacity of heat-distributing plate (HDP), and influence of the heat flux inhomogeneity on the HLE temperature increase have been defined. The results of operating modes calculations, taking into account the heat-power release of HLE, performance of TEM, parameters of HDP and cooler, and magnitude of thermal resistance of thermal contacts have been presented. The calculation method allows to determine the temperature of HLE and to optimize TESCTC modes to achieve maximum cooling effi- ciency and lower energy consumption. It has been found that the optimal power supply current of TEM, corresponding to the modes with the maximum efficiency of cooling, depends on the thermal resistance of the heat sink system and the power of the heat load.
Современные технологии позволяют производить радиоэлектронные устройства, сочетающие малые раз- меры и высокое энергопотребление, что обостряет проблему обеспечения оптимальных тепловых режимов. Перспективным направлением для повышения интенсивности охлаждения теплонагруженного элемента (ТНЭ) и точности терморегулирования является применение термоэлектрических модулей (ТЭМ), которые наделяют теплоотводящую систему функцией охлаждения, т. е. дают возможность достигать температу- ры ТНЭ ниже значения внешней среды. Комплексно рассмотрены процессы теплообмена в термоэлектриче- ской системе охлаждения и терморегулирования (ТЭСОТ). Определено температурное поле в объеме тепло- распределяющей пластины (ТРП) и влияние неоднородности теплового потока на увеличение температуры ТНЭ. Представлены результаты расчета режимов работы с учетом мощности тепловыделения ТНЭ, рабо- чих характеристик ТЭМ, параметров ТРП и кулера, величины термических сопротивлений тепловых контак- тов. Расчетная методика позволяет определять температуру ТНЭ и проводить оптимизацию режимов ТЭ- СОТ с целью достижения максимальной эффективности охлаждения и снижения энергозатрат. Установле- но, что оптимальная сила тока питания ТЭМ, соответствующая режимам с максимальной эффективностью охлаждения, зависит от термического сопротивления системы теплоотвода и мощности тепловой нагрузки.
РИНЦ
Держатели документа:
Krasnoyarsk Science Centre SB RAS, Institute of Computational Modelling SB RAS
Доп.точки доступа:
Vasil'ev, E.N.; Васильев Е.Н.
Перевод заглавия: Расчет характеристик термоэлектрической системы охлаждения теплонагруженных элементов радиоэлектронной аппаратуры
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
термоэлектрический модуль -- тепловой режим -- теплонагруженный элемент -- система охлаждения -- термическое сопротивление -- thermoelectric module -- heat mode -- heat-loaded element -- cooling system -- thermal resistance
Аннотация: Modern technologies make it possible to construct electronic devices that combine small sizes and high energy con- sumption, which requires the optimization of thermal modes. A promising direction to improve cooling intensity of the heat-loaded element (HLE) and precision of temperature control is applying thermoelectric modules (TEMs), which endow the heat release system with a cooling function, i. e., allow to reach temperatures of the HLE below ambient temperature. In the present paper, the processes of heat transfer in thermoelectric system of cooling and temperature control (TESCTC) are comprehensively considered. The temperature field in the capacity of heat-distributing plate (HDP), and influence of the heat flux inhomogeneity on the HLE temperature increase have been defined. The results of operating modes calculations, taking into account the heat-power release of HLE, performance of TEM, parameters of HDP and cooler, and magnitude of thermal resistance of thermal contacts have been presented. The calculation method allows to determine the temperature of HLE and to optimize TESCTC modes to achieve maximum cooling effi- ciency and lower energy consumption. It has been found that the optimal power supply current of TEM, corresponding to the modes with the maximum efficiency of cooling, depends on the thermal resistance of the heat sink system and the power of the heat load.
Современные технологии позволяют производить радиоэлектронные устройства, сочетающие малые раз- меры и высокое энергопотребление, что обостряет проблему обеспечения оптимальных тепловых режимов. Перспективным направлением для повышения интенсивности охлаждения теплонагруженного элемента (ТНЭ) и точности терморегулирования является применение термоэлектрических модулей (ТЭМ), которые наделяют теплоотводящую систему функцией охлаждения, т. е. дают возможность достигать температу- ры ТНЭ ниже значения внешней среды. Комплексно рассмотрены процессы теплообмена в термоэлектриче- ской системе охлаждения и терморегулирования (ТЭСОТ). Определено температурное поле в объеме тепло- распределяющей пластины (ТРП) и влияние неоднородности теплового потока на увеличение температуры ТНЭ. Представлены результаты расчета режимов работы с учетом мощности тепловыделения ТНЭ, рабо- чих характеристик ТЭМ, параметров ТРП и кулера, величины термических сопротивлений тепловых контак- тов. Расчетная методика позволяет определять температуру ТНЭ и проводить оптимизацию режимов ТЭ- СОТ с целью достижения максимальной эффективности охлаждения и снижения энергозатрат. Установле- но, что оптимальная сила тока питания ТЭМ, соответствующая режимам с максимальной эффективностью охлаждения, зависит от термического сопротивления системы теплоотвода и мощности тепловой нагрузки.
РИНЦ
Держатели документа:
Krasnoyarsk Science Centre SB RAS, Institute of Computational Modelling SB RAS
Доп.точки доступа:
Vasil'ev, E.N.; Васильев Е.Н.
539.3
М 54
М 54
Метод образующих конечных элементов
[Текст] : статья / А. Д. Матвеев // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2018. - № 6. - С. 141-154
. - ISSN 1819-4036
Перевод заглавия: The method of forming finite elements
Кл.слова (ненормированные):
elasticity -- composites -- multigrid final elements -- beams -- plates rings -- shafts -- covers of rotation and cylindrical covers -- упругость -- композиты -- многосеточные конечные элементы -- балки -- пластины -- кольца -- валы -- оболочки вращения и цилиндрические оболочки
Аннотация: Расчеты по методу конечных элементов (МКЭ) трехмерного напряженного состояния композитных и однородных оболочек вращения, цилиндрических оболофективно используются многосеточные конечные элементы (МнКЭ). При построении композитного МнКЭ используется система вложенных сеток. Мелкая сетка порождена базовым разбиением МнКЭ, которое сколь угодно точно учитывает его неоднородную структуру и форму (без увеличения размерности МнКЭ). На крупных сетках по МКЭ определяются функции перемещений, которые применяются для понижения размерности базового разбиения, что позволяет проектировать МнКЭ малой размерности. Функции перемещений и напряженное состояние в МнКЭ, которое описывается уравнениями трехмерной теории упругости, представляются в локальных декартовых системах координат. В этом случае МнКЭ оболочечного типа не имеют перемещений как жесткого целого. В данной работе предложен метод образующих конечных элементов (КЭ) для построения упругих трехмерных композитных (однородных) МнКЭ двух типов. Криволинейные МнКЭ 1-го типа получаются путем поворота заданного плоского образующего КЭ вокруг заданной оси на заданный угол, МнКЭ 2-го типа – путем параллельного перемещения образующего КЭ в заданном направлении на заданное расстояние. Такой подход позволяет проектировать МнКЭ, один характерный размер которых значительно больше (меньше) других. МнКЭ 1-го и 2-го типа применяются при расчете композитных оболочек вращения, колец, круглых пластин, дисков, валов, цилиндрических оболочек с переменным радиусом кривизны, пластин и балок сложной формы. Предложены МнКЭ 1-го и 2-го типа для расчета трехмерного напряженного состояния основных силовых элементов крыльев и фюзеляжей самолетов, корпусов кораблей, подводных лодок и ракет, гофрированных пластин и оболочек. Рассмотрена процедура построения криволинейных МнКЭ с помощью суперэлементов с внутренними узлами, применение которых приводит к уменьшению погрешности решений. Предлагаемые МнКЭ порождают дискретные модели малой размерности. Предложены верхние оценки погрешностей приближенных решений.?
Calculations by Finite Element Method (FEM) of the three-dimensional strained state of large-sized structures (wings and fuselages of aircraft, marine hulls, submarines and rockets) reduce to the construction of discrete models of very high dimension. To reduce the dimensionality of discrete models, three-dimensional multigrid finite elements (MgFE) are used. When constructing a composite MgFE, a nested grid system is used. A fine grid is generated by a basic parti- tioning of the MgFE that arbitrarily closely takes into account its heterogeneous structure and shape (without increasing the dimension of the MgFE). On large grids the functions of movements applied to the decrease of dimension of basic splitting allowing to project MgFE of small dimension are de- termined by FEM. The MgFE displacement functions and stress state described by the equations of the three- dimensional elasticity problem are represented in local Carte- sian coordinate systems. In this case MgFE of cover type has no movements as rigid whole. In the study the method of the forming final elements (FE) for creation of elastic three- dimensional composite (uniform) MgFE of two types is of- fered. Curvilinear type 1 MgFE are obtained by turning a giv-en plane forming FE around a given axis at a given angle, type 2 MgFE - by parallel moving forming FE in a given direc- tion for a given distance. This approach allows projecting the design of MgFE which size is significantly larger (smaller) than others'. MgFE of the 1st and 2nd type are applied at calculation of composite covers of rotation, rings, round plates, disks, shaft, cylindrical covers with a variable radius of curvature, plates and beams of difficult form. The 1st and 2nd type MgFE are proposed for calculating three-dimensional stress state of the main power elements of the wings and fuselage of aircraft, ship hulls, submarines and missiles, cor- rugated plates and shells. The procedure of constructing the first and second type MgFE used to calculate the three- dimensional stress state of the primary structural members of the wings and aircraft fuselages, marine hulls, submarines and missiles (stringers, frames, spars, bulkheads, floor, deck and shells of various shapes) is considered. Proposed MgFE generate small dimensional discrete models. Upper errors of approximate soiutions are proposed.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Матвеев, А.Д.; Matveev A.D.
Перевод заглавия: The method of forming finite elements
| УДК |
Кл.слова (ненормированные):
elasticity -- composites -- multigrid final elements -- beams -- plates rings -- shafts -- covers of rotation and cylindrical covers -- упругость -- композиты -- многосеточные конечные элементы -- балки -- пластины -- кольца -- валы -- оболочки вращения и цилиндрические оболочки
Аннотация: Расчеты по методу конечных элементов (МКЭ) трехмерного напряженного состояния композитных и однородных оболочек вращения, цилиндрических оболофективно используются многосеточные конечные элементы (МнКЭ). При построении композитного МнКЭ используется система вложенных сеток. Мелкая сетка порождена базовым разбиением МнКЭ, которое сколь угодно точно учитывает его неоднородную структуру и форму (без увеличения размерности МнКЭ). На крупных сетках по МКЭ определяются функции перемещений, которые применяются для понижения размерности базового разбиения, что позволяет проектировать МнКЭ малой размерности. Функции перемещений и напряженное состояние в МнКЭ, которое описывается уравнениями трехмерной теории упругости, представляются в локальных декартовых системах координат. В этом случае МнКЭ оболочечного типа не имеют перемещений как жесткого целого. В данной работе предложен метод образующих конечных элементов (КЭ) для построения упругих трехмерных композитных (однородных) МнКЭ двух типов. Криволинейные МнКЭ 1-го типа получаются путем поворота заданного плоского образующего КЭ вокруг заданной оси на заданный угол, МнКЭ 2-го типа – путем параллельного перемещения образующего КЭ в заданном направлении на заданное расстояние. Такой подход позволяет проектировать МнКЭ, один характерный размер которых значительно больше (меньше) других. МнКЭ 1-го и 2-го типа применяются при расчете композитных оболочек вращения, колец, круглых пластин, дисков, валов, цилиндрических оболочек с переменным радиусом кривизны, пластин и балок сложной формы. Предложены МнКЭ 1-го и 2-го типа для расчета трехмерного напряженного состояния основных силовых элементов крыльев и фюзеляжей самолетов, корпусов кораблей, подводных лодок и ракет, гофрированных пластин и оболочек. Рассмотрена процедура построения криволинейных МнКЭ с помощью суперэлементов с внутренними узлами, применение которых приводит к уменьшению погрешности решений. Предлагаемые МнКЭ порождают дискретные модели малой размерности. Предложены верхние оценки погрешностей приближенных решений.?
Calculations by Finite Element Method (FEM) of the three-dimensional strained state of large-sized structures (wings and fuselages of aircraft, marine hulls, submarines and rockets) reduce to the construction of discrete models of very high dimension. To reduce the dimensionality of discrete models, three-dimensional multigrid finite elements (MgFE) are used. When constructing a composite MgFE, a nested grid system is used. A fine grid is generated by a basic parti- tioning of the MgFE that arbitrarily closely takes into account its heterogeneous structure and shape (without increasing the dimension of the MgFE). On large grids the functions of movements applied to the decrease of dimension of basic splitting allowing to project MgFE of small dimension are de- termined by FEM. The MgFE displacement functions and stress state described by the equations of the three- dimensional elasticity problem are represented in local Carte- sian coordinate systems. In this case MgFE of cover type has no movements as rigid whole. In the study the method of the forming final elements (FE) for creation of elastic three- dimensional composite (uniform) MgFE of two types is of- fered. Curvilinear type 1 MgFE are obtained by turning a giv-en plane forming FE around a given axis at a given angle, type 2 MgFE - by parallel moving forming FE in a given direc- tion for a given distance. This approach allows projecting the design of MgFE which size is significantly larger (smaller) than others'. MgFE of the 1st and 2nd type are applied at calculation of composite covers of rotation, rings, round plates, disks, shaft, cylindrical covers with a variable radius of curvature, plates and beams of difficult form. The 1st and 2nd type MgFE are proposed for calculating three-dimensional stress state of the main power elements of the wings and fuselage of aircraft, ship hulls, submarines and missiles, cor- rugated plates and shells. The procedure of constructing the first and second type MgFE used to calculate the three- dimensional stress state of the primary structural members of the wings and aircraft fuselages, marine hulls, submarines and missiles (stringers, frames, spars, bulkheads, floor, deck and shells of various shapes) is considered. Proposed MgFE generate small dimensional discrete models. Upper errors of approximate soiutions are proposed.
РИНЦ
Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Доп.точки доступа:
Матвеев, А.Д.; Matveev A.D.