Virtual Element Method

Метод виртуальных элементов (Virtual Element Method, VEM) — численный метод для решения задач механики сплошных сред и моделирования физических явлений (деформация твердых тел, теплообмен и др.). VEM — это обобщение метода конечных элементов (FEM), использующее "виртуальные" функции и преодолевающее ограничения FEM, особенно при сложной геометрии.

Основные характеристики VEM:
- 📐 *Гибкость сетки*: поддержка элементов произвольной формы, включая многоугольники и сложные геометрии.
- ⚙️ *Аппроксимация функций*: функции определяются явно только на границе элемента, что упрощает построение сложных сеток.
- 🔄 *Локальная согласованность*: метод обеспечивает устойчивость и точность аппроксимации.
- ⚡ *Энерго-сохранение*: сохранение энергетических свойств для повышения точности моделирования.

Преимущества VEM:
- 🔧 *Гибкость при сложных геометриях*: элементы не требуют точного параметрического представления.
- 🛡️ *Стабильность*: метод остается устойчивым при использовании искаженных элементов сетки.
- 🌍 *Универсальность*: подходит для широкого спектра задач, включая сложные граничные условия.

Применение:
VEM используется для задач механики сплошных сред, включая трещинообразование и динамическое поведение материалов. Это делает его эффективным там, где геометрия сложна, и традиционные методы менее эффективны.

Принцип работы:
Метод включает разбиение области на элементы (многоугольные/многогранные), построение системы уравнений с виртуальными функциями и вычисление решения. В отличие от FEM, функции могут быть определены только на границах, что снижает вычислительные затраты.

VEM продолжает активно развиваться, повышая эффективность численных методов в прикладных задачах.

https://www.vemhub.com

NUMISHEET 2025

Открылся прием докладов на главную конференцию по моделированию листовой штамповки. Что бы лучше понимать, насколько NUMISHEET крутая конференция, просто попробуйте зайти в ваш любимый поисковик, и поискать это название в картинках. Вы найдете все любимые тестовые примеры всех вендеров ПО - это все были бенчмарки NUMISHEET.

https://numisheet2025.com/

Первый Тест Тейлора - для душнил

Тест Тейлора — это основополагающий эксперимент, широко известный среди пользователей явных прочностных решателей. Он применяется для оценки точности работы контактных алгоритмов, моделей пластического течения материала и проверки отсутствия эффекта запирания объема. Суть теста заключается в изучении пластической деформации металлического цилиндра, который с высокой скоростью ударяется о плоскую, неподвижную и недеформируемую мишень.

Этот эксперимент впервые был теоретически описан сэром Джеффри Тейлором, который разработал приближенную аналитическую модель процесса. Однако реальные эксперименты проводил Джон Уифин. А Виллиам Каррингтон и Мари Л. В. Гейлер опубликовали третью часть исследования, где проводились изменения микроструктуры металлов, таких как мягкая сталь, дюралюминий и стандартное серебро (92,5% Ag, 7,5% Cu), подвергнутых ударной деформации при высоких скоростях.

В 1948 году все три стать были совместно опубликованы.

Интересный факт: иногда этот тест называют тестом Тейлора – Анвиля. При этом "анвиль" — не фамилия соавтора, а английское слово, обозначающее "наковальню". Так называли жесткую мишень, обеспечивающую условия ударного взаимодействия без ее собственной деформации.

Что-то стало душно...

Taylor, Geoffrey Ingram Sir. “The use of flat-ended projectiles for determining dynamic yield stress I. Theoretical considerations.” Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences 194 (1948): 289 - 299. DOI:10.1098/rspa.1948.0081

Whiffin, A. C.. “The use of flat-ended projectiles for determining dynamic yield stress - II. Tests on various metallic materials.” Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences 194 (1948): 300 - 322. DOI:10.1098/rspa.1948.0082

Carrington, William E. and Marie L. V. Gayler. “The use of flat-ended projectiles for determining dynamic yield stress III. Changes in microstructure caused by deformation under impact at high-striking velocities.” Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences 194 (1948): 323 - 331. DOI:10.1098/rspa.1948.0083

(Опять) оптимизация топологии от Intact Solutions

Итак, стартам, дружащий с nTopo и выполняющий расчеты на основе чего-то вроде Solid IGA (они называют это бессеточным методом, но ведь это не правильно, хотя, кроме душнил это никого не волнует) подхода запустил свой оптимизатор топологии. Кажется, что это первый условно коммерческий проект по оптимизации топологии на основе IGA.

https://www.linkedin.com/posts/intact-solutions-llc_levelopt-topology-optimization-in-grasshopper3d-activity-7259666136839970817-3nw2

Моделирование сноса

Сбросим напряжение в конце недели - бахнем что-нибудь большое!

https://www.linkedin.com/posts/ahmed-khalil-phd_congratulations-to-liberty-industrial-and-ugcPost-7260633242217648128-aDWf

Ликбез по шатровым поверхносятм текучести

PLAXIS обчыно меня не интересует, ибо уж очень сильно он заточен на моделирование грунтов. Но тут я искал материалы по шатровым поверхносятм прочности, и набрел на очень неплохой и достаточно свежий доклад на русском про это. Смотрим презентацию Анатолия Юрьевича Мирного из МГУ им. М. В. Ломоносова.

https://www.youtube.com/watch?v=W5Sry8f7t2Y

Лучшие алгоритмы сеточной адаптации

И это не Marc или Qform. Это решатель AdvantEdge, разрабатываемый компание Third Wave в рамках ее CAM решений по моделированию сверления и фрезеровки. Просто посмотрите на их результаты (которым уже более 10 лет). Кто может так?

https://www.youtube.com/playlist?list=PLBFrVxDFeOUa_gS1BO5WGkCuhpp6j7xyp

MFEM Workshop 2024

Проект MFEM (Modular Finite Element Methods) обеспечивает математические расчеты высокого порядка для крупномасштабных научных симуляций. Алгоритмы дискретизации MFEM позволяют высокопроизводительным вычислительным системам выполнять эти моделирования более эффективно. Проект с открытым исходным кодом, возглавляемый LLNL, в настоящее время имеет глобальное сообщество пользователей.

Четвертый ежегодный семинар сообщества MFEM, состоявшийся 22-24 октября 2024 года, собрал пользователей и разработчиков для обзора возможностей программного обеспечения и плана развития, демонстрации технических докладов и приложений, студенческих молниеносных выступлений, интерактивной сессии вопросов и ответов, а также конкурса визуализации.

Собственно, тут ссылка на открывающий доклад. Остальное найдете на канале организаторов.

https://youtu.be/NX_PNUCdf2w?si=494JTmdV4DW1Fcyw

Как работает бессеточный решатель Intact Solutions, Inc.

Читатели моего канала уже слышали про новый "бессетоный" стартап Intact Solutions, Inc. который очень агрессивно продвигает себя на рынке, дружит с nTopo и пытается унижать FEM решатели. Сегодня я наткнулся на их брошюру с полным описанием теории работы их метода с примерами, формулами, картинками и даже ссылками на научные стати.

При беглом прочтении, кажется, что коллеги используют так называемый Погруженный метод Галеркина ( Immersed Galerkin Method ) на основе фоновой воксельной сетки. Таким образом, это действительно можно назвать бессеточным методом (по крайней мере, вам не нужна конформная сетка). И модель получается не очень тяжелая. Но вот если сравнивать это с Trimmed Solid IGA (из LS-DYNA или COREFORM), то точность расчет, особенно на границах области, страдает.

Короче, интесно видеть на рынке очередной способ уйти от надоевшей всем сетки конечных элементов.

https://www.linkedin.com/posts/jousefmurad_meshless-fea-intact-ugcPost-7254129225975087106-8A5B

Вебинар от компании Dive, разработчика SPH кода на GPU

Стоит ли ждать DNS в CFD на GPU?

Когда-то Ansys хвастался первым расчетом на миллиард ячеек во Fluent. Потом было линейное масштабирование кода на 100к процессорных ядер. Но теперь, в эпоху NVIDIA, мы видим, как GPU-native вешатель внутри Fluent может перемолоть 2.4 миллиарда ячеек всего на 320 GPU чипах, развивая производительности, эквивалентрную примерно четверти миллиона CPU. Так стоит ли нам ждать DNS в ближайшее время?

https://www.ansys.com/news-center/press-releases/11-18-24-ansys-speeds-cfd-simulation-with-nvidia-superchips

кипениеFOAM

Кажется, что доработки openFOAM - это уже отдельная прикладная научная дисциплина. Вот тут, например, набор расширения для моделирования кипения и работы с адаптивными сетками.

https://www.linkedin.com/posts/mirco-magnini-5504886a_openfoam-boiling-cfd-ugcPost-7265304454382379008-xTQ8

Что задумал SimScale?

У их главного тизер с результатами нелинейных расчетов. Может они собрались выкатить явный решатель?

https://www.linkedin.com/embed/feed/update/urn:li:share:7265699492396453889

Работа с результатами OpenRadioss в ParaView

Статья-инструкция от авторов ParaView о том, как дополнить бесплатный свободный решатель еще и постпроцессором. Выглядит интересно. Ждем, кода еще и бесплатный свободный и дружественный препроцессор сделают. Даешь OpenRadioss решатель внутри PrePoMax!

https://www.kitware.com/post-process-your-openradioss-results-with-paraview/

Блочно-структурированная сетка в Salome

Велик и ужасен open source препроцессор сей.

https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=LU5O55dMuuc

Guideline for Implicit Analyses Using Ansys LS-DYNA Software

Есть у меня профессиональная травма. Я все задачи пытаюсь решить в LS-DYNA. Иногда это смешно и нелепо, но иногда это дает удивительно хорошие результаты. Так, например, неявный (ага, вы не ослышались) решатель для прочностных задач в дайне очень хорош на мой вкус. А в сумме с Mortar контактами, которые работаю всегда и почти всегда на настройках по умолчанию - это вообще находка. Так что всем желающим я рекомендую посмотреть на набор лучших практик, которые раньше были внутренним документом DYNAmore, но теперь опубликованы в свободном доступе от лица Ansys.

Теория: https://lsdyna.ansys.com/wp-content/uploads/2024/09/Ansys_LS-DYNA_implicit_guideline_2024R2.pdf

Практика: https://lsdyna.ansys.com/wp-content/uploads/2024/09/Package_2024R2.zip

FreeCAD 1.0

Я пропустил, как на прошлой неделе вышла таки 1.0 версия главного бесплатного CAD-a. Я этим продуктом никогда не пользовалься, но мне всегда приятно видеть, что open source по немногу развивается и в мире CAD/CAE.

Есть кто из профессиональных (зарабатывающих этим на жизнь) пользователей FreeCAD у нас? Расскажите, как оно?

https://www.youtube.com/watch?v=x5oXSGhK7EY

VS Code LS-DYNA extension

Для редактирования тяжелых текстовых файлов (моделей LS-DYNA, естественно) я долго сидел на Sublime Text. Но что-то данный редактор стал регулярно просить денег и перестал развиваться. Развитие AI и прочего модного заставило пересесть на VC Code, который бесплатный, кросс платформенный, а на macOS может еще и с ChatGPT взаимодействовать напрямую. Короче, рай для разработчика, хотя меня и трудно назвать разработчиком.

Но это только половина истории. Я тут попробовал их расширение для LS-DYNA. Оно не только подсвечивает синтаксис файла, но и умеет делать автодополнение! Это выглядит так: вы только начинаете печатать заголовок карты, а плагин уже подставляет для вас ее полную структуру! Осталось в эту красоту добавить подстановку дефолтных рекомендованных значений, и готов полноценный препроцессор.

А вы это уже пробовали? Или чем вы редактируете инпутники для ваших любимых CAE кодов?

https://github.com/osullivryan/vscode-lsdyna

Совершенная модель птицы

- Нам срочно надо повысить точность моделирования удара птицы! Нам нужно больше реализма!
- Ни слова больше!

https://www.researchgate.net/publication/346380803_Numerical_Simulations_of_Bird_Strikes_with_the_Use_of_Various_Equations_of_State