Моделирование как метод динамических исследований

В.1. Моделирование как метод динамических исследований [c.5]

Исследования напряженных состояний способствовали улучшению конструктивных форм деталей и в отдельных случаях их оптимизации. Некоторые из разработанных методов расчета нашли эффективное применение при проектировании средств вычислительной техники. Значительные успехи были достигнуты и в деле испытания деталей конструкций и материалов на прочность с воспроизведением силовых и тепловых полей, динамических режимов во времени, использованием статистических интерпретаций и принципов моделирования. Выросла предназначенная для этих целей экспериментальная база научно-исследовательских институтов, лабораторий и конструкторских бюро промышленности, усилилась деятельность высших учебных заведений как по подготовке специалистов в области прочности и динамики машин, так и в области научных изысканий. [c.44]

В связи с созданием и внедрением в энергетику крупных теплоэнергетических установок с высокими параметрами пара, усложнением их технологических схем и режимов эксплуатации, повышением требований к их экономичности и надежности необходимо выполнение трудоемких инженерных расчетных исследований, которые практически невозможно провести в нужные сроки без применения современных ЭВМ и методов математического моделирования. В то время как общие вопросы математического моделирования теплоэнергетического оборудования электростанций как объекта оптимизации получили большое отражение в литературе, вопросы теплового расчета статических и динамических характеристик основного теплоэнергетического оборудования на ЭВМ, методов математического моделирования стационарных и нестационарных режимов этого оборудования, специфики реализации этих методов на современных ЭВМ не систематизированы и недостаточно освещены в печати. [c.3]

Мы знаем, что проблемы экспериментальной динамики сейчас являются проблемами исключительной важности в решении задач как кинематики, так и динамики механизмов. Использование методов моделирования для решения различных динамических задач является мощным оружием для исследования большого количества проблем современной динамики и кинематики машин. Вот почему проблемы моделирования затрагиваются в ряде статей и естественно, что интерес к этим проблемам будет все больше возрастать. [c.10]

Вопросы статического и динамического подобия чаще всего рассматриваются в литературе, посвященной технике экспериментальных исследований. Изложение методов подобия и моделирования в этих изданиях не охватывает таких направлений, как моделирование при отсутствЬи полного геометрического подобия, моделирование геометрически нелинейного поведения конструкций, подобие при неупругих деформациях и других вопросов. [c.5]

Вопрос о целесообразности повышения скоростей должен решаться в процессе проектирования методами имитационного моделирования на управляемых комплексах [7]. Увеличение ускорения механизмов и, прежде всего, механизма поворота может привести к некоторому повышению производительности. При этом возрастает раскачивание груза, растут динамические нагрузки. При решении этого вопроса наиболее надежные результаты можно получить, используя управляемые имитационные комплексы [7]. Производительность грейферного портального крана может быть увеличена при применении систем гашения колебаний груза на канатах. Экспериментальные исследования свидетельствуют о перспективности этого направления [5]. Повышение грузоподъемности способствует повышению производительности и эффективности грейферных кранов. Однако в настоящее время вряд ли целесообразно увеличивать ее более 25—30 т, так как дальнейшее увеличение, связанное с ростом размеров грейферов, создает затруднения при перегрузочных работах в вагоны и автомобили. В данном случае коэффициент готовности характеризует надежность крана (см. 16). По данным статистических наблюдений на лучших машинах рассматриваемого типа, он находится в пределах [c.19]

Развитие методов математического и физического моделирования при решении задач динамики машинных агрегатов. Исследование динамики машинных агрегатов, рассматриваемых как комбинированные системы физически разнородных элементов, с целью получения не только качественных, но и количественных характеристик, может быть выполнено лишь путем решения систем нелинейных дифференциальных уравнений. Так как в настоящее время из-за причин, зависящих от конструктивных особенностей математических машин, ряд динамических задач не можег [c.396]

К достоинствам методов имитационного моделирования следует отнести их объективность, наличие внутренних средств для контроля точности (адекватности) моделей, возможность всестороннего исследования проблем эффективности АСУ как в статических, так и динамических условиях. [c.69]

При исследовании динамических характеристик систем третьего порядка с пропорциональным управлением по скорости при всех режимах работы очень полезным методом является моделирование. Для доказательства, что коэффициент усиления контура К1 = системы, показанной на фиг. 10.6, связан с двумя постоянными времени [что видно из формул (10.14) и (10.15)], можно воспользоваться анализом размерностей, как это сделано в разд. 10.25, при условии необходимости получения данного типа реакции М на скачкообразное изменение N. [c.367]

Перспективным является метод математического моделирования процесса распространения механических возмущений в системе, состоящей из большого числа элементарных блоков. Этот метоД при-менен для исследования волновых процессов и динамических напряжений и деформаций в стержнях, цилиндрах и сферах из упругого, упругопластического и упруговязкого материала [28, 38, 39]. Он удобен для решения задач с помощью ЭВМ. Этим методом можно рассчитать напряженно-деформированное состояние тел с произвольными граничными условиями, со сложными реологическими свойствами, анизотропными и неоднородными по объему, с учетом температурных, наследственных и других эффектов. Решение статических задач может быть получено как предельный случай решения соответствующих динамических задач после затухания колебаний. [c.253]

В 1978 г. Каннинен [3] провел критическую оценку численных методов, используемых в динамике разрушения. При сравнении методов конечных разностей и конечных элементов Каннинен пришел к выводу, что метод конечных элементов в силу той простоты, с которой моделируются необходимые сингулярности, оказывается более пригодным для исследования стационарных трещин в условиях динамического нагружения, в то время как метод конечных разностей оказывается более удобным, чем метод конечных элементов при исследовании развивающихся трещин. В последующие годы были достигнуты колоссальные успехи в конечно-элементном моделировании динамического развития трещин. В этой главе приведено краткое изложение этих достижений. [c.268]

Машинное моделирование процессов, протекающих в материалах, уже широко применяется в физике твердого тела и материаловедении. Вьщеляются такие методы машинного моделирования, как динамический, вариационный, картин изображений, Монте-Карло [10, 224]. Выбор метода или группы методов определяется спецификой исследуемых процессов на различных структурных уровнях. Например, динамическое моделирование применяется при исследовании разрушения цепочки атомов в результате флуктуации в их колебаниях [100-103]. Вариационный метод моделирования используется для определения равновесных конфигураций дефектов на атомном уровне, в частности при радиационном повреждении металлов [224]. Моделирование развития картин изображения используется для исследования взаимодействия диспокаций с различными объектами [225]. Применение метода Монте-Карло наряду с разработкой сетчатых моделей, имитирующих надмолекулярную структу- [c.18]

Выбор средств моделирования зависит от требуемого времени решения, точности результатов, эффективности использования затрачиваемого оборудования, квалификации персонала, а также в значительной мере связан с творческими наклонностями исследователя. Для многих исследователей подготовка задачи и вариация различных параметров в процессе работы при аналоговом моделировании оказываются более наглядными и легкими, чем при пользовании ЦВМ. Очень эффективна плавная перестройка аналоговых моделей по частоте при динамических исследованиях. Некоторые предпочитают ручную настройку и даже пайку электронных блоков работе с клавиатурой и программированию, отладке и доводке программ. Составление программы и проверка ее правильности ( доводка программы ) требуют определенной затраты труда и времени. Вместе с тем если программа хорошо отлажена, то моделирование на ЦВМ превращается в хорошо формализуемую, легко осуществляемую процедуру. Аналоговые модели занимают важное мёсто еще и потому, что их работа не связана с выбором вычислительных методов и не зависит от устойчивости и сходимости этих методов, как это имеет место при цифровом моделировании. [c.9]

Представленный нелинейш,ш гидродинамический процесс является многопараметрическим, и его численному моделированию должен предшествовать подробный качественный анализ, который и составляет предмет данного исследования. Это тем более оправдано, что практика численных расчетов разрывных течений доставляет, как известно, осциллирующие решения, которые нуждаются в однозначной физической интерпретации. А именно требуется обнаружить существенные черты исходной задачи, являющиеся причинами нелинейных колебаний в гидродинамической системе. Для исследования краевой задачи (3.6)-(3.14) применяем подход, связанный с приближенным описанием течения с помощью конечномерных динамических систем. Воспользуемся методом Бубнова-Галеркина [112], который приводит исходную задачу к системе обыкновенных дифференциальных уравнений для существенных степеней свободы. Это дает возможность изучрггь бифуркационные ситуации и установить пороги возникновения автоколебаний. [c.88]

О некоторых методах моделирования турбулентности. Помимо статистического подхода к моделированию турбулентности в настоящее время все более широкое применение находит феноменологический (полуэмпириче-ский) подход и методы прямого численного моделирования турбулентности на основе решения специальных кинетических уравнений или нестационарной системы трехмерных уравнений Навье-Стокса, хотя в силу стохастичности данного явления в реальности удается получать лишь осредненные характеристики движения. Это позволяет, тем не менее, иногда проследить не только эволюцию образований различных пространственных структур с течением времени, но также изучать общую динамику и природу развития турбулентности. Например, результаты численного моделирования явления перебросов в гидродинамической системе (сконструированной в виде многоярусной модели зацепления простейших элементов - триплетов) иллюстрируют каскадный процесс передачи энергии в развитом турбулентном потоке, соответствующий известному закону Колмогорова-Обухова Гледзер и др., 1961) и подкрепляют представления об общих свойствах в поведении динамических систем. Интересно также отметить, что исследование процесса стохастизации динамических систем и сценариев перехода к хаосу при численном моделировании турбулентности служит аналогом решения некорректных задач с использованием оператора осреднения и параметрического расширения Тихонов и Арсенин, 1986). При таком подходе упорядоченная структура турбулентного течения, которая определяется как аттрактор асимптотически устойчивого решения для осредненных величин, представляет собой его регуляризованное описание Белоцерковский, 1997). Следует однако заметить, что использование методов прямого численного моделирования турбулентности для решения практически важных задач (особенно задач, связанных с расчетами турбулентного тепло-и массопереноса в многокомпонентных химически активных смесях) часто затруднительно или является слишком громоздким. Поэтому подобные задачи целесообразнее решать с помощью более простых, полуэмпирических теорий. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...