Труды сотрудников ИВМ СО РАН

[Text] / L. I. Shkutin // J. Appl. Mech. Tech. Phys. - 2008. - Vol. 49, Is. 2. - P330-335, DOI 10.1007/s10808-008-0045-z. - Cited References: 8 . - ISSN 0021-8944РУБ Mechanics + Physics, Applied

Аннотация: A mathematical formulation is given of nonlinear axisymmetric buckling problems for plates and shells in the two-phase zones of austenite-to-martensite transformation. Numerical solutions of the direct- and inverse-transformation problems are used to construct hysteresis loops for thermomechanically cycled, pressure-loaded circular plates and shallow spherical domes of titanium nickelide (NiTi) alloy. It is shown that dynamic instability of the dome deformation process can occur during transformation under loads notably lower than the upper critical values for the isothermal states of the material outside the transformation zone. A theoretical analysis gives external loads below which the dome remains stable in the thermally cycled material with phase transformations.


Доп.точки доступа:
Шкутин, Леонид Иванович

[Text] / Y. V. NEMIROVSKII, S. B. MAKSIMOV // SOVIET APPLIED MECHANICS. - 1987. - Vol. 23, Is. 3. - P260-268, DOI 10.1007/BF00886603. - Cited References: 9 . - ISSN 0038-5298РУБ Mechanics


WOS

Держатели документа:
ACAD SCI USSR,CTR COMP,KRASNOYARSK,USSR
ИВМ СО РАН
Доп.точки доступа:
NEMIROVSKII, Y.V.; MAKSIMOV, S.B.

[Text] / B. D. ANNIN, V. M. SADOVSKY // Compos. Sci. Technol. - 1992. - Vol. 45, Is. 3. - P241-246, DOI 10.1016/0266-3538(92)90085-H. - Cited References: 7 . - ISSN 0266-3538РУБ Materials Science, Composites

Аннотация: The paper presents an algorithm of a numerical solution of two-dimensional (plane and axisymmetric) contact problems for homogeneous elastic-plastic plates, assemblages of layers and laminated plates deformed in dies of arbitrary shapes. An analysis of some mechanical effects observed in explosive sheet-stamping and hydro-sheet-stamping is also presented.

WOS

Держатели документа:
USSR ACAD SCI,CTR COMP,KRASNOYARSK,USSR
ИВМ СО РАН

Доп.точки доступа:
ANNIN, B.D.; SADOVSKY, V.M.; Садовский, Владимир Михайлович

/ I. I. Ryzhkov, I. V. Stepanova // Int. J. Heat Mass Transf. - 2015. - Vol. 86. - P268-276, DOI 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.02.069 . - ISSN 0017-9310
Аннотация: The stationary heat transfer and Soret separation of a binary mixture between parallel plates with different constant temperatures is studied allowing for variable transport properties. The mixture is described by non-linear one-dimensional equations of heat and mass transfer, where the density, thermal conductivity, and Soret coefficient depend on temperature and concentration. A general procedure for integrating these equations is proposed. The problem is reduced to the ordinary differential equation of first order, which describes the trajectory of the system in the concentrationerature plane, and implicit dependence of temperature on space coordinate. It is shown that the solution for concentration is unique if the density and thermal conductivity do not depend on concentration. Analytical solutions of the problem are derived in a number of cases, while the most general case is treated numerically. The non-linear temperature and concentration profiles in different binary mixtures (aqueous solutions, colloidal suspensions, polymer blend) are constructed and analyzed. A procedure for extracting the dependence of Soret coefficient on temperature and concentration from the experimentally measured thermal and compositional profiles is suggested. © 2015 Elsevier Ltd.All rights reserved.

Scopus,
WOS

Держатели документа:
Institute of Computational Modelling SB RASAkademgorodok,Krasnoyarsk, Russian Federation
ИВМ СО РАН

Доп.точки доступа:
Stepanova, I.V.; Степанова, Ирина Владимировна; Рыжков, Илья Игоревич

[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

УДК

539.3

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.

[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

УДК	535.015; 53.082.6

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.

[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

УДК

539.37

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.

/ M. Varygina // AIP Conference Proceedings. - 2016. - Vol. 1773: 8th International Conference for Promoting the Application of Mathematics in Technical and Natural Sciences, AMiTaNS 2016 (22 June 2016 through 27 June 2016, ) Conference code: 124420, DOI 10.1063/1.4964991 . -
Аннотация: Mathematical models of micropolar rods and thin plates are considered. Constitutive equations of the models are written in symmetric hyperbolic form. To illustrate wave propagation processes in micropolar media, computational algorithm is developed. It is based on two-cyclic splitting method in combination with monotone finite-difference ENO scheme. Computations of problems on action of instant concentrated and impulse distributed loads are performed. © 2016 Author(s).

Scopus,
Смотреть статью,
WOS

Держатели документа:
Institute of Computational Modeling, SB RAS, Akademgorodok 50/44, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Варыгина, Мария Петровна

/ I. I. Ryzhkov, S. V. Kozlova // Eur. Phys. J. E. - 2016. - Vol. 39, Is. 12, DOI 10.1140/epje/i2016-16130-6 . - ISSN 1292-8941
Аннотация: Abstract.: The stationary and transient Soret separation in a binary mixture with a consolute critical point is studied theoretically. The mixture is placed between two parallel plates kept at different temperatures. A polymer blend is used as a model system. Analytical solutions are constructed to describe the stationary separation in a binary mixture with variable Soret coefficient. The latter strongly depends on temperature and concentration and enhances near a consolute critical point due to reduced diffusion. As a result, a large concentration gradient is observed locally, while much smaller concentration variations are found in the rest of the layer. It is shown that complete separation can be obtained by applying a small temperature difference first, waiting for the establishment of stationary state, and then increasing this difference again. In this case, the critical temperature lies between hot and cold wall temperatures, while the mixture still remains in the one-phase region. When the initial (mean) temperature or concentration are shifted away from the near-critical values, the separation decreases. The analysis of transient behavior shows that the Soret separation occurs much faster than diffusion to the homogeneous state when the initial concentration is close to the critical one. It happens due to the decrease (increase) of the local relaxation time during the Soret (Diffusion) steps. The transient times of these steps become comparable for small temperature differences or off-critical initial concentrations. An unusual (non-exponential) separation dynamics is observed when the separation starts in the off-critical domain, and then enhances greatly when the system enters into the near-critical region. It is also found that the transient time decreases with increasing the applied temperature difference. Graphical abstract: [Figure not available: see fulltext.] © 2016, EDP Sciences, SIF, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Scopus,
Смотреть статью,
WOS

Держатели документа:
Institute of Computational Modelling SB RAS, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russian Federation
Siberian Federal University, Svobodny 79, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Kozlova, S.V.; Kozlova S.V.; Рыжков, Илья Игоревич

[Текст] : статья / Е. Н. Васильев, В. А. Деревянко, В. Е. Чеботарев // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. - 2016. - Т. 17, № 4. - С. 930-935 . - ISSN 1816-9724
   Перевод заглавия: THERMAL STORAGE TO THE TEMPERATURE CONTROL SYSTEM OF POWERFUL BLOCKS OF ELECTRONIC EQUIPMENT WITH A SHORT ACTION TIME

УДК

629.783

Аннотация: Аккумулирование скрытой теплоты является одним из наиболее эффективных способов терморегулирования. В отличие от способа аккумулирования за счет обычной теплоемкости, способ аккумулирования за счет скрытой теплоты обеспечивает гораздо более высокую плотность аккумулирования с меньшей разницей температуры между процессами аккумулирования и выделения теплоты. Рассмотрена система терморегулирования космического аппарата, основанная на применении веществ с фазовым переходом «твердое тело - жидкость», для мощных тепловыделяющих узлов, которые работают с периодическим и кратковременным включением. Рассмотрены различные группы теплоаккумулирующих веществ, таких как металлы, неорганические и органические материалы. Органические материалы определены как оптимальные вещества для терморегулирования бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Большинство органических теплоаккумулирующих веществ являются неагрессивными и химически стабильными, практически не переохлаждаются, совместимы с большинством материалов и имеют высокую скрытую теплоту на единицу веса. Их основным недостатком является низкое значение коэффициента теплопроводности. Этот недостаток применения органических теплоаккумулирующих веществ, связанный с низкой теплопроводностью, может быть успешно решен с помощью параллельно расположенных в объеме теплового аккумулятора гипертеплопроводящих пластин. Представлен анализ применения тепловых аккумуляторов с гипертеплопроводящими пластинами в качестве ребер для обеспечения оптимальных тепловых режимов блоков радиоэлектронной аппаратуры. Выполнен расчет основных параметров теплового аккумулятора. Определены масса теплоаккумулирующего вещества, количество ребер, расстояние между ребрами в зависимости от амплитуды температурных колебаний, тепловыделения радиоэлектронной аппаратуры и теплофизических свойств вещества. На основе решения уравнения теплопроводности проведен расчет эффективности теплообмена ребер в объеме теплового аккумулятора. Показана более высокая эффективность теплообмена гипертеплопроводящих пластин по сравнению медными ребрами.
Latent heat storage is one of the most efficient ways of thermal control. Unlike the sensible heat storage method, the latent heat storage method provides much higher storage density, with a smaller temperature difference between storing and releasing heat. This paper considers a spacecraft thermal control system based of solid-liquid phase change material for the high heat dissipating component which works intermittently with short duty. Different groups of thermal storage materials, such as metals, inorganic and organic materials are considered. Organic materials are defined as the optimal substances for the thermal control of spacecraft electronic equipment are determined. Most organic thermal storage materials are non-corrosive and chemically stable, exhibit little or no subcooling, are compatible with most materials and have a high latent heat per unit weight. Their main disadvantage is low value of the coefficient of thermal conductivity. The drawback of organic thermal storage materials application due to low thermal conductivity can be successfully resolved by means of parallel arrangement of the hyperheat-conducting plates in the volume of the heat accumulator. Analysis of the use of thermal accumulators with hyperheat-conducting plates as edges for optimal thermal modes of blocks of electronic equipment is presented. The calculation of the basic parameters of the thermal accumulator is performed. Mass of heat storage material, number of edges, spacing between edges depending on the temperature fluctuation amplitude, of the electronic equipment heat and properties of material was determined. On the basis of the solution of the heat equation the calculation of the heat exchange efficiency of edges in the volume of the heat accumulator is made. Higher heat exchange efficiency of the hyperheat-conducting plates compared to copper edges is showed.

РИНЦ

Держатели документа:
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»
Красноярский научный центр СО РАН, Институт вычислительного моделирования СО РАН

Доп.точки доступа:
Деревянко, Валерий Александрович; Derevyanko V.A.; Чеботарев, В.Е.; Chebotarev V.E.; Vasilyev E.N.

[Текст] : статья / Борис Григорьевич Тарасов, Владимир Михайлович Садовский, Оксана Викторовна Садовская // Вычислительная механика сплошных сред. - 2016. - Т. 9, № 1. - С. 38-51, DOI 10.7242/1999-6691/2016.9.1.4 . - ISSN 1999-6691
   Перевод заглавия: Analysis of fan waves in a laboratory model simulating the propagation of shear ruptures in rocks

УДК

539.374

Аннотация: Анализируется веерный механизм передачи вращательного движения в системе упруго связанных пластин на плоском основании, имитирующий распространение сдвиговых трещин в горной породе с аномально высокой хрупкостью. Такие трещины возникают в земной коре на глубинах сейсмической активности. Они продвигаются за счет формирования множественных наклонных микротрещин отрыва, приводящих к образованию веерной домино-структуры в головной части трещины. Создана лабораторная физическая модель, которая наглядно демонстрирует процесс распространения веерных волн. Получены уравнения динамики вращательного движения пластин как механической системы с конечным числом степеней свободы. На основе метода Мерсона решения задачи Коши для систем обыкновенных дифференциальных уравнений разработан вычислительный алгоритм, учитывающий контактное взаимодействие пластин. В рамках упрощенной математической модели динамического поведения веерной системы в приближении сплошной среды оценены зависимости длины веера от скорости движения. Показано, что в отсутствие трения веер может двигаться по инерции с любой скоростью, не превосходящей критическое значение, которое определяется размером, моментом инерции и начальным по отношению к плоскому основанию углом пластин, а также коэффициентом упругости связей. При наличии трения веер останавливается. С помощью дискретной и непрерывной моделей исследованы основные качественные закономерности поведения веера, движущегося под действием приложенных касательных усилий, величина которых в лабораторной физической модели регулируется изменением угла наклона основания. Установлено, что результаты расчетов хорошо согласуются с наблюдениями и данными измерений по лабораторной модели.
The fan-shaped mechanism of rotational motion transmission in the system of elastically connected plates on a plane base is analyzed. This mechanism governs the propagation of shear ruptures in super brittle rocks of the Earth’s crust at seismogenic depths. A laboratory physical model was created which demonstrates the process of fan wave propagation. Equations of the dynamics of a fan system as a mechanical system with a finite number of degrees of freedom are obtained. A computational algorithm taking into account contact interaction between plates is worked out. Within the framework of a simplified continuous model, the approximate estimates of the length of a fan depending on the velocity of its propagation are obtained. It is shown that in the absence of friction a stationary fan can move with any velocity that does not exceed the critical value, which depends on the size, the moment of inertia of plates, the initial angle and the coefficient of elasticity of connection, and that the length of a fan decreases with increasing velocity. In the absence of distributed shear stress, when the system of plates is in a horizontal position, the fan stops due to the friction forces. The action of distributed shear stress leads to the incomplete disclosure of a fan, and besides the angle of opening decreases with increasing friction. In a system with friction the velocity of a traveling fan is uniquely determined by the opening angle, and in the case of neglecting friction it can take any value within an allowable range. On the basis of a discrete model, the computations demonstrating the incomplete disclosure of fans with different opening angles due to rapid or slow change in the velocity of rotation of the first plate are performed. Comparison of the results of computations of the length and velocity of the fan by means of a discrete model with computations based on analytical formulas and laboratory observations showed a good correspondence between the results.

РИНЦ

Держатели документа:
University of Western Australia
Институт вычислительного моделирования СО РАН

Доп.точки доступа:
Садовский, Владимир Михайлович; Sadovskii V.M.; Садовская, Оксана Викторовна; Sadovskaya O.V.; Tarasov Boris Grigorievich

[Текст] : статья / Е. Н. Васильев, В. А. Деревянко, В. Е. Чеботарев // Решетневские чтения. - 2016. - Т. 1, № 20. - С. 220-222 . - ISSN 1990-7702
   Перевод заглавия: THERMOPHYSICAL ANALYSIS OF THE THERMAL STORAGE TO THE TEMPERATURE CONTROL SYSTEM OF POWERFUL BLOCKS OF ELECTRONIC EQUIPMENT WITH A SHORT OPERATION TIME

УДК

629.783

Аннотация: Представлен анализ применения тепловых аккумуляторов с гипертеплопроводящими пластинами в качестве ребер для обеспечения оптимальных тепловых режимов блоков радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов.
The research analyses the use of thermal storage with hyperheat-conducting plates as edges for optimal thermal modes of spacecraft electronic equipment blocks.

РИНЦ

Держатели документа:
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», Институт вычислительного моделирования СО РАН

Доп.точки доступа:
Деревянко, Валерий Александрович; Derevyanko V.A.; Чеботарев, В.Е.; Chebotarev V.E.; Vasilyev E.N.

/ A. D. Matveev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : Institute of Physics Publishing, 2016. - Vol. 158: 11th International Conference on Mesh Methods for Boundary-Value Problems and Applications (20 October 2016 through 25 October 2016, ) Conference code: 126530, Is. 1, DOI 10.1088/1757-899X/158/1/012067 . -
Аннотация: To calculate the three-dimensional elastic body of heterogeneous structure under static loading, a method of multigrid finite element is provided, when implemented on the basis of algorithms of finite element method (FEM), using homogeneous and composite threedimensional multigrid finite elements (MFE). Peculiarities and differences of MFE from the currently available finite elements (FE) are to develop composite MFE (without increasing their dimensions), arbitrarily small basic partition of composite solids consisting of single-grid homogeneous FE of the first order can be used, i.e. in fact, to use micro approach in finite element form. These small partitions allow one to take into account in MFE, i.e. in the basic discrete models of composite solids, complex heterogeneous and microscopically inhomogeneous structure, shape, the complex nature of the loading and fixation and describe arbitrarily closely the stress and stain state by the equations of three-dimensional elastic theory without any additional simplifying hypotheses. When building the m grid FE, m of nested grids is used. The fine grid is generated by a basic partition of MFE, the other m - 1 large grids are applied to reduce MFE dimensionality, when m is increased, MFE dimensionality becomes smaller. The procedures of developing MFE of rectangular parallelepiped, irregular shape, plate and beam types are given. MFE generate the small dimensional discrete models and numerical solutions with a high accuracy. An example of calculating the laminated plate, using three-dimensional 3-grid FE and the reference discrete model is given, with that having 2.2 milliards of FEM nodal unknowns. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.

Scopus,
Смотреть статью,
Полный текст (доступен только в ЛВС)

Держатели документа:
Institute of Computational Modeling SB RAS, Krasnoyarsk, Akademgorodok, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Матвеев, Александр Данилович

/ M. Varygina // (15 June 2016 through 22 June 2016 : Springer Verlag, 2017. - Vol. 10187 LNCS. - P690-697, DOI 10.1007/978-3-319-57099-0_79 . -
Аннотация: System of equations describing micropolar elastic thin plates is written in symmetric hyperbolic form. For the solution of dynamic problems in the framework of micropolar thin plates the numerical algorithm is proposed. The algorithm based on the two-cyclic splitting method in combination with monotone finite-difference 1D schemes is proposed. The results of computations of problems on distributed impulse action loads are shown. © Springer International Publishing AG 2017.

Scopus,
Смотреть статью,
WOS

Держатели документа:
Institute of Computational Modeling, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Akademgorodok, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Варыгина, Мария Петровна

[Текст] : научное издание / А. Д. Матвеев // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2016. - № 12. - С. 93-100 . - ISSN 1819-4036

УДК

539.3

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.

[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

УДК

539.37

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.

/ A. D. Matveev // AIP Conference Proceedings : American Institute of Physics Inc., 2017. - Vol. 1893: 25th Conference on High-Energy Processes in Condensed Matter, HEPCM 2017 (5 June 2017 through 9 June 2017, ) Conference code: 131752, DOI 10.1063/1.5007568 . -
Аннотация: As is known, the constraints (strength conditions) for the safety factor of elastic structures and design details of a particular class, e.g. aviation structures are established, i.e. the safety factor values of such structures should be within the given range. It should be noted that the constraints are set for the safety factors corresponding to analytical (exact) solutions of elasticity problems represented for the structures. Developing the analytical solutions for most structures, especially irregular shape ones, is associated with great difficulties. Approximate approaches to solve the elasticity problems, e.g. the technical theories of deformation of homogeneous and composite plates, beams and shells, are widely used for a great number of structures. Technical theories based on the hypotheses give rise to approximate (technical) solutions with an irreducible error, with the exact value being difficult to be determined. In static calculations of the structural strength with a specified small range for the safety factors application of technical (by the Theory of Strength of Materials) solutions is difficult. However, there are some numerical methods for developing the approximate solutions of elasticity problems with arbitrarily small errors. In present paper, the adjusted reference (specified) strength conditions for the structural safety factor corresponding to approximate solution of the elasticity problem have been proposed. The stress error estimation is taken into account using the proposed strength conditions. It has been shown that, to fulfill the specified strength conditions for the safety factor of the given structure corresponding to an exact solution, the adjusted strength conditions for the structural safety factor corresponding to an approximate solution are required. The stress error estimation which is the basis for developing the adjusted strength conditions has been determined for the specified strength conditions. The adjusted strength conditions presented by allowable stresses are suggested. Adjusted strength conditions make it possible to determine the set of approximate solutions, whereby meeting the specified strength conditions. Some examples of the specified strength conditions to be satisfied using the technical (by the Theory of Strength of Materials) solutions and strength conditions have been given, as well as the examples of stress conditions to be satisfied using approximate solutions with a small error. © 2017 Author(s).

Scopus,
Смотреть статью,
WOS

Держатели документа:
Institute of Computational Modelling, SB RAS, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Matveev, A. D.

[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

УДК

539.3

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.

[Text] : доклад, тезисы доклада / M. Varygina // Ninth International Conference on Application of Mathematics in Technical and Natural Sciences : book of Abstracts. - Albena : Euro-American consortium for Promoting the Application of Mathematics in Technical and Natural Sciences, 2017. - P79

РИНЦ,
Источник статьи

Держатели документа:
Krasnoyarsk Science Centre of the Siberian Branch of Russian Academy of Science

Доп.точки доступа:
Varygina, M.; 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE FOR PROMOTING THE APPLICATION OF MATHEMATICS IN TECHNICAL AND NATURAL SCIENCES - AMITANS'17(2017 ; 21.06 - 26.06 ; Albena, Bulgaria)
Нет сведений об экземплярах (Источник в БД не найден)

[Текст] : статья / Александр Данилович Матвеев // Известия Алтайского государственного университета. - 2017. - № 4. - С. 116-119, DOI 10.14258/izvasu(2017)4-21 . - ISSN 1561-9443
   Перевод заглавия: Calculation of Elastic Structures Using the Adjusted Strength Conditions

УДК

539.3

Аннотация: Для коэффициентов запаса некоторых упругих конструкций и деталей заданы ограничения (условия прочности), т.е. значения коэффициентов запаса таких конструкций лежат в заданном диапазоне. Ограничения задаются для коэффициентов запаса, которые отвечают аналитическим решениям задач теории упругости, сформулированных для конструкций. Построение аналитических решений для большинства конструкций, особенно сложной формы, связано с большими трудностями. Для ряда конструкций широко применяют приближенные подходы решения задач упругости, например технические теории деформирования однородных и композитных пластин, балок и оболочек. Технические теории, построенные на основе гипотез, порождают приближенные (технические) решения с неустранимой погрешностью, точное значение которой определить сложно. В статических расчетах конструкций на прочность при заданном малом диапазоне для коэффициентов запаса применение технических (сопроматовских) решений затруднительно. В данной работе для коэффициента запаса, который отвечает приближенному решению задачи упругости, предложены скорректированные условия прочности, учитывающие погрешность напряжений. Показано, что из выполнения скорректированных условий прочности для коэффициента запаса конструкции, который отвечает приближенному решению, следует выполнение заданных условий прочности для коэффициента запаса данной конструкции, который отвечает точному решению. Для предлагаемых скорректированных условий прочности определяется класс приближенных решений, с помощью которых можно выполнить заданные условия прочности.
As is known, the constraints (strength conditions) for the safety factor of elastic structures and design details of a particular class are established, i.e. the safety factor values of such structures should be within the given range. It should be noted that the constraints are set for the safety factors corresponding to analytical solutions of elasticity problems represented for the structures. Developing the analytical solutions for most structures, especially irregular shape ones, is associated with some difficulties. Approximate approaches to solve the elasticity problems, e.g. the technical deformation theories of homogeneous and composite plates, beams, and shells, are widely used for a great number of structures. Technical theories based on the hypotheses give rise to approximate (technical) solutions with an irreducible error, with the exact value being difficult to be determined. Application of technical solutions (by Theory of Strength of Materials) for the safety factors in static analysis on the structural strength at a specified small range is difficult. In this paper, the adjusted (specified) strength conditions for the structural safety factor corresponding to the approximate solution of the elasticity problem have been proposed. It has been shown that, to fulfill the specified strength conditions for the safety factor of the given structure corresponding to an exact solution, the adjusted strength conditions for the structural safety factor corresponding to an approximate solution are required. Adjusted strength conditions make it possible to determine the set of approximate solutions, whereby meeting the specified strength conditions.

РИНЦ

Держатели документа:
Институт вычислительного моделирования СО РАН

Доп.точки доступа:
Матвеев, Александр Данилович