manim - как сделать вашу научную презентацию захватывающей

Многие гики от науки знают, что в сети есть отличный сайт от MIT 3blue1brown.com занимающейся популяризацией науки. Их канал на YouTube ломится от огромного числа видео роликов, деланных с большим вкусом и умением. Вот, например, видео про ряды Фурье.




https://www.youtube.com/watch?v=r6sGWTCMz2k




Хотите делать такие же классные видео по результатам ваших исследований? Нет проблем: у коллег из 3Blue1Brown есть репозиторий на GitHub, где выложены исходные коды их движка создания анимированной научной инфографики manim. Все, что вам нужно, этот Python, FFmpeg и LaTeX. Ну а далее - читайте инструкции по ссылке на репозиторий github.com/3b1b/manim

#3blue1brown #ffmpeg #latex #open_source #python
https://tinyurl.com/ybn92n6a
by GlukRazor

Сверхзвуковое обтекание цилиндра


https://youtu.be/pPP26zelb0M




Не знаю как у вас, а у меня к вечеру понедельника остались силы только на залипание на это видео. Тут у нас всего 2.4 миллиона степеней свободы и число Маха = 3 - выглядит очень красиво. Расчет выполнен с применением открытой свободной C++ библиотеки https://www.dealii.org. Ну а репозиторий проекта тут: https://github.com/conservation-laws/ryujin

#cfd #dealii #open_source
https://tinyurl.com/y9l4crxb
by GlukRazor

Детонационно-дефлаграционный переход

Нормальная безовая статья из Бауманки про работу уравнения состояния *EOS_IGNITION_AND_GROWTH_OF_REACTION_IN_HE из LS-DYNA, реализующего модель Ли — Тарвера. Просто интересно иногда почитать про такое не на английском. Ссылка на статью: http://vestnikmach.ru/articles/1141/1141.pdf

#he #ls-dyna
https://tinyurl.com/ybpdfs8g
by GlukRazor

Подвижный источник тепла в ANSYS Mechanical


https://www.youtube.com/watch?v=nqNNjeZxVlg




Сегодня будет жестко, и даже немного больно. Видео пример того, как при помощи развесистой командной вставки на APDL задать в ANSYS Mechanical подвижный источник тепла. Ну а подвижный источник тепла нужен уже для моделирования сварки, наплавки или лазерной резки металла.

#additive_manufacturing #ansys #apdl #mechanical #thermal #welding
https://tinyurl.com/ybauhn3m
by GlukRazor

MOOSE - непростой лось


https://www.youtube.com/watch?v=6shfkm3fnLY




MOOSE (Multiphysics Object-Oriented Simulation Environment, Объектно-ориентированная междисциплинарная среда моделирования, https://mooseframework.inl.gov) представляет собой "конечный элементный" фреймворк к открытым исходным кодом, главным образом, разработанных Национальной лабораторией штата Айдахо (Idaho National Laboratory). По заявлениям разработчиков, MOOSE обеспечивает высокоуровневый интерфейс для работы с некоторыми из наиболее сложных нелинейных решателей на планете. Все детали взаимодействия инженера с MOOSE продуманы до мелочей, начиная с процесса установки и заканчивая запуском расчета на современных суперкомпьютерах. Официальное видео о данном коде всего одно, но это запись семинара почти на 12 (ДВЕНАДЦАТЬ!!!) часов.




https://www.youtube.com/watch?v=2tJwBsYaLaI




Ключевые фишки кода:



Сильно связанный междисциплинарный неявный решательАвтоматическое распараллеливание расчета (самый большой запуск > 100 000 процессорных ядер!)Модульная разработка упрощает повторное использование кодаВстроенная работа с адаптивными сеткамиМетод Галеркина решения СЛАУ, как непрерывный, так и разрывный (можно совмещать в одной задаче)Интуитивно понятные параллельные многоуровневые решения (см. видео ниже)Гибкий, расширяемый пользовательский интефейс



А вот по этой ссылке вы найдете запись учебного курса по данному MOOSE, который был прочитан в Университете штата Северная Каролина в 2018 году: https://www.youtube.com/playlist?list=PLN13vTvNU59uNSw-RmcRbSW37zKcOK1yR

#moose #open_source
https://tinyurl.com/ydapy34s
by GlukRazor

SPH моделирование спинномозговой жидкости в LS-DYNA

Спинномозговая жидкость (Cerebrospinal Fluid, CSF) может претерпевать сдвиговые деформации при движении головы. Модели конечных элементов (FE), которые обычно используются для моделирования биомеханики мозга, в том числе травматических травм головного мозга, используют твердые элементы для представления CSF.







Однако, ограниченное количество элементов в паре со сдвиговыми деформациями в CSF может снизить точность их прогнозирования. Большие проблемы деформации могут быть точно смоделированы с помощью безсеточного метода гидродинамики сглаженных частиц (SPH). Таким образом, молодые ученые взяли LS-DYNA и посчитали в нем мозг с учетом CSF, а результаты опубликовали в журнале "International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering" https://doi.org/10.1002/cnm.3440



Исходный пост с анимацией результатов: https://www.linkedin.com/posts/activity-6772564841979797504-jHS_/

#biomed #ls-dyna #sph
https://tinyurl.com/ydgrrc9c
by GlukRazor

Thermo-calc


https://www.youtube.com/watch?v=6YnCrbcGE_c




Система позволяющая рассчитывать свойства металлов в зависимости от температуры или даже вычислить их, если в базе они отсутствуют. Отличный проект, который работает уже третий десяток лет. А началось все в Королевском технологическом институте (Royal Institute of Technology, KTH) города Стокгольм, Швеция.



Несколько научных публикаций от коллег:



https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2020.101088 https://www.nature.com/articles/s41598-020-67161-9 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152777 https://doi.org/10.1016/j.mtla.2019.100574 https://doi.org/10.1016/j.calphad.2019.101720





#thermo-calc
https://tinyurl.com/yd2usm4h
by GlukRazor

KC-FEMFRE - бессеточный код решения задач разрушения

Знаете ли вы, что компания Karagozian & Case, Inc., специализирующаяся на консалтинге для оборонно-промышленного комплекса, компания, создатель одной из самых популярных и точных моделей бетона для LS-DYNA *MAT_CONCRETE_DAMAGE_REL3/*MAT_072R3 также разрабатывается свой собственный расчетный кода!







Их детище носит название FEMFRE (Finite Element and MeshFREe solver). Код обладает встроенной базой материалов для расчетов задач разрушения Extreme Materials Library (ExML), включающую в себя, например, 4-тую версию их модели бетона. Из интересных особенностей - адаптивный бессеточный метод расчета. Пока конструкцию можно считать при помощи МКЭ расчет так и ведется.







Но когда разрушения уже не могут быть описаны традиционными сеточными методами система переключаться на бессеточный метод на основе RKPM (Reprodusing Kernel Particel Meshod), являющийся аналогом бессеточных методов Гелеркина, применяемых в LS-DYNA (https://ftp.lstc.com/anonymous/outgoing/support/FAQ_kw/concrete/kccm_paper.pdf). Сайт продукта: www.kcse.com/home/software/kcfemfre/ Одна из ранних публикаций по теме: https://doi.org/10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0000497

#concrete #explicit #kcc #meshless
https://tinyurl.com/y86ydvts
by GlukRazor

Краштест самолета


https://www.youtube.com/watch?v=kJZ1eHU_JZg&list=WL&index=20




Я, в своих расчетах, больше привык моделировать удары тяжелых комических самолетов в задания, и было ясно, что таких экспериментов не бывает. Но, оказывается, был "эксперимент" с моделированием нештатной посадки Boeing 727, и его провел британский телеканал Channel 4 для съемок своей документалки. Про такое даже статься на Вике есть: https://ru.wikipedia.org/wiki/Экспериментпоуправляемому_крушению_Boeing_727

#aircraft #crush
https://tinyurl.com/y9wpuu6g
by GlukRazor

Project Chrono


https://vimeo.com/185824185




Chrono - это открытый фреймворк математического моделирования физических процессов на C++. Библиотеки фреймворк позволяют решать такие задачи, как твердотельная кинематика, CFD и FEM моделирование и различные бессеточные методы/методы частиц. Разработкой кода занимается Висконсинский центр прикладных вычислений (Wisconsin Applied Computing Center, WACC) Университета штата Висконсин-Мэдисон (University of Wisconsin-Madison). Кроме того, доступна работа с фреймворком из Python благодаря PyChrono. Кроме того, все это еще может стыковаться с TensorFlow для накопления статистики и машинного обучения.




https://youtu.be/FzF_W1-R5Eg




Вообще, так как задача создания хорошего сеточного оказывается сложнее, чем задача написания решателя, то, по моим наблюдениям, большинство современных исследовательских исходных кодов выбирают именно бессеточный путь. При этом, просадку производительности, по сравнению с сеточными методами, они решают активным использованием GPU. В целом, такой подход выглядит очень эффектным и эффективным, но не для классических задач прочности и гидро-аэро динамики.




https://youtu.be/pd_vmqW67lA




Сайт проетка: https://projectchrono.org/




https://www.youtube.com/watch?v=-ENZxnEj-io





https://www.youtube.com/watch?v=ogia_qyFufI






#gpu #open_source #projectchrono #pychrono
https://tinyurl.com/ydqtbqdu
by GlukRazor

Моделирование роста кораллов


https://www.youtube.com/watch?v=lHsNMo8p-Xo




Первый доклад с первого виртуального семинара от UK Fluids Network по жидкостям SPH SIG. Константинос Георгулас (Konstantinos Georgoulas) из Университета Эдинбурга (The University of Edinburgh) представляет работу, посвященную пониманию того, как растут кораллы с помощью гидродинамики сглаженных частиц.

#sph
https://tinyurl.com/yeso66hl
by GlukRazor

Топологическая оптимизация в изогеометрической постановке

Статья, о которой я сегодня рассуждаю, это очень красивое развитие топологической оптимизации. Итак, для оптимизации топологии у нас есть древний SIMP, который дает дискретные результаты на дискретных моделях, так как играет с псевдоплотностью конечных элементов.







У нас есть более модны Level-Set который конструирует некую гладкую функцию, определяющую наличие или отсутствие материала в каждой точке пространства проектирования. Но гладкий Level-Set, приземляясь на дискретную КЭ модель все равно дает "ступенчатые" и "пиксилизированные результаты".







И тут, автор стати вспоминает про активно развивающийся сейчас метод изогеометрического анализа (IGA, IsoGeometric Analisys) - модификацию МКЭ, использующую NURBS в качестве базисных функций. Таким образом, если приземлить гладкие результаты топологической оптимизации методом Level-Set на гладкое IGA представление КЭ модели, то можно получить более точное решение сразу с гладкой аналитической поверхностью для новой топологии.



Ссылка на видео запись доклада: https://slideslive.com/38944315/structural-topology-optimization-with-accurate-boundary-representation-using-untrimming-techniques-and-isogeometric-analysis



Ссылка на статью: https://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.32756.78729

#ansys #iga #level_set_method #optimization #simp #topology
https://tinyurl.com/yzfdkqxo
by GlukRazor

Про IGA по русски

Наконец нашел статью про IGA на русском. Данный метод сейчас очень активно развивается в таких кодах, как CoreForm IGA и LS-DYNA, так как позволяет получить более точные результаты чем традиционный МКЭ. Оригинальное резюме статьи далее.







В статье рассмотрена модификация метода конечных элементов, так называемый изо-геометрический метод, использующая в качестве базисных функций рациональные B-сплайны (NURBS). Новый подход должен предотвратить аппроксимацию геометрии рассчитываемого тела и обеспечить гладкость базисных функций на границе конечных элементов. В статье выполнен краткий обзор рациональных B-сплайнов, описаны их основные свойства, выполнен обзор существующих на сегодняшний день программных продуктов, в которых описанный метод реализован в той или иной степени. В тексте приведены примеры расчета простых твердых тел в программе FEAP (Finite Element Analysis Program) для сопоставления результатов, полученных стандартным и модифицированным методами. В изо-геометрическом методе расчета геометрия тела остается точной независимо от размера расчетной сетки, что повышает точность решения контактных задач и анализа композитных тел. Знакопостоянность рациональных B-сплайнов повышает качество получаемых полей искомых переменных. Геометрия для расчета может быть получена напрямую из графических редакторов CAD без изменения, что является необходимым шагом по направлению к внедрению технологий BIM в проектировании. Преимущества описанного метода делают его выгодной альтернативой при расчете тел с криволинейными очертаниями.



Ссылка на статью: https://unistroy.spbstu.ru/userfiles/files/2019/9(84)/84__1.pdf

#coreform #iga #ls-dyna
https://tinyurl.com/ydqqy5mn
by GlukRazor

Характеристики и законы турбулентности


https://www.youtube.com/watch?v=EUsR4rdF7D4




Союз вуз фильм переставляет! Олдфаги тут? 1985 год однако!

#cfd
https://tinyurl.com/yf36zwkm
by GlukRazor

SPH в LS-DYNA - обзорный доклад DYNAmore


https://www.youtube.com/watch?v=pwdoZfi9OBA&t=1624s




Обзорный интересный доклад о применении гидродинамики сглаженных частиц в LS-DYNA. Есть слайды про основные формулировки, реализованных в решателе: несколько вариантов эйлеровой формулировки, лагранжева постановка, SPH с адаптивным (деформируемым) ядром (ASPH, Adaptive SPH), SPH с неявной схемой интегрирования (ISPH) и устойчивый к растяжению SPH со сглаживанием методом наименьших квадратов в скользящем окне (MLS, Moving least-squares).

#asph #dynamore #isph #ls-dyna #mls #sph
https://tinyurl.com/yg2pg8ls
by GlukRazor

Моделирование вязкоупругих течений в SPH постановке


https://youtu.be/rJrY0Y9LSGM




Второй доклад с первого виртуального семинара от UK Fluids Network по жидкостям SPH SIG. Джек Кинг (Jack King) из Университета Манчестера (The University of Manchester) обсуждает моделирование вязкоупругих течений с помощью SPH.

#sph
https://tinyurl.com/yf9luvvb
by GlukRazor

Теория упругости - секции от Политеха

Сегодняшний материал может легко положить на лопатки все учебные курсы, когда-либо публиковавшиеся мной. Сегодня я хочу рассказать о TRUE учебном курсе по теории упругости, который разработан в Политехе. Курс основывается на научной школе Анатолия Исааковича Лурье и Владимира Александровича Пальмова. Мне посчастливилось прослушать теорию упругости и механику деформируемого твёрдого тела очно именно у Пальмова, и это было очень круто! Вообще говоря, если вы занимаетесь расчетами прочности, то послушать такой курс для вас дело чести.




https://www.youtube.com/watch?v=DXb8zJuINTA




Ну а сейчас курс для вас прочитают кандидаты технических и физико-математических наук Высшей школы теоретической механики, Высшей школы механики и процессов управления и мои бывшие коллеги из золотого состава CompMechLab. Ссылка на учебный курс: https://openedu.ru/course/spbstu/TELAST/ - к сожалению, сейчас запись на него закрыта, но можно подписаться на уведомления о появлении свободных мест.







Ну а если нет сил терпеть, то вот ссылка на методичку по данному учебному курсу для самостоятельного изучения: https://elib.spbstu.ru/dl/2/i20-276.pdf/info - тут тоже все серьезно. РЕЦЕНЗЕНТЫ: Доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, профессор высшей школы механики и процессов управления ИПММ Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Александр Борисович Фрейдин (я слушал у него теорию разрушения); Кандидат физико-математических наук, доцент,доцент кафедры теории упругости Санкт-Петербургского государственного университета Борис Николаевич Семенов (я слушал у него сопромат).

#theory
https://tinyurl.com/ydvhx37d
by GlukRazor

Artificial Intelligence for Material Models

Еще одно применение AI для CAE в области материаловедения - на этот раз от DYNAmore. Коллеги вписались в исследовательский проект "Искусственный интеллект для моделей материалов" (Artificial Intelligence for Material Models, AIMM), который состоит в том, чтобы дополнить и/или заменить классические реологические модели материалов на модели, построенные AI при анализе большого числа экспериментов. Основное внимание в AIMM будет уделяться более быстрому внедрению новых материалов посредством ускоренного описания для приложений CAE, разработки связанных с ними новых экспериментальных концепций для генерирования необходимых обучающих данных, а также сокращению фазы характеризации и моделирования посредством автоматизации процессов.



Спонсором проекта является TÜV Rheinland (https://ru.wikipedia.org/wiki/TÜV_Rheinland_Group). В проекте также задействованы Mercedes-Benz AG, ElringKlinger AG, GOM GmbH и renumics GmbH.



Вообще, тема DYNAmore очень здорово пересекается с уже имеющимися у ANSYS LST наработками по использованию нейронных сетей для моделирования микроструктуры материалов (https://www.lstc-cmmg.org/deep-material-network).

#ansys #dynamore #ls-dyna #lstc #machine_learning #material
https://tinyurl.com/yf6xk86t
by GlukRazor

Очень горячая прокатка


https://www.youtube.com/watch?v=plsZPkpHQxk




Мастер-класс посвящен обзору основных настроек решателя, работе и граничными условиями, адаптивными сетками и бессеточными методами при решении реальных промышленных задач прокатки объемных заготовок.

#ansys #cadfem #efg #ls-dyna #meshless
https://tinyurl.com/yfzmb774
by Юрий Новожилов

LS-DYNA для гражданского строительства от Arup


https://www.youtube.com/watch?v=PhLq9N85Oe8








Потрясающий, великолепный, незабываемый доклад от Arup по из опыту решения околостроительных задач с применением LS-DYNA. Эти ребята знают как считать, эти ребята знают, как готовить LS-DYNA, и, наконец, они умеют делать хорошие доклады. Я смотрел на одном дыхании. Чего только стоил кейс, где они посчитали на воздействие землетрясения не одно здание, а целый район грода.





#arup #civil #concrete #ls-dyna #oasys
https://tinyurl.com/yffwyjjf
by GlukRazor

Моделирование разрушения и фрагментации при помощи SPH


https://youtu.be/p0e8pTs0zgU?list=WL




Третий доклад с первого виртуального семинара от UK Fluids Network по жидкостям SPH SIG. Эваристо Сантамария Ферраро (Evaristo Santamaria Ferraro) из Университета Хартфордшира (The University of Hertfordshire), а также французско-немецкого научно-исследовательского института Сен-Луи представляет свою работу по изучению процессов разрушения и фрагментации металлов с помощью SPH.

#fragmentation #ls-dyna #sph
https://tinyurl.com/yztj9swd
by GlukRazor