Обновления и новости о проекте MaterialMap по состоянию на начало октября 2025 года.

Во-первых, я добавил десятки высокоэнергетических материалов на основе *EOS_JWL(_AFTERBURN) и *EOS_IGNITION_AND_GROWTH_OF_REACTION_IN_HE. Так что даже для несовершенного взрыва теперь есть много свойств.

Во-вторых, я определил несколько десятков наборов параметров для двух моделей: HJC Concrete (*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE) и JH-2 Ceramics (*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS). Теперь в библиотеке есть свойства для керамической брони, различных пород и минералов, а также для бетона армированного стальными волокнами (SFRC) и сверхпрочного бетона (UHPC). Есть даже свойства для сапфира, если вы вдруг решите подробно рассчитать разрушение стекла ваших швейцарских часов.

И в-третьих, в качестве вишенки на торте, я добавил три новых калькулятора для определения свойств бетона.

- Первый позволяет определять параметры моделей HJC (*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE) для высокопрочного бетона в задачах с высокоскоростным ударом — эта модель не имеет собственного «упрощенного ввода».
- Далее я нашел альтернативную калибровку для модели Karagozian & Case (*MAT_CONCRETE_DAMAGE_REL3) из Университета Бен-Гуриона. Все эти калибровки повышают точность и расширяют диапазон моделируемых классов прочности бетона.
- И третий калькулятор посвящен моей любимой модели CSCM (*MAT_CSCM_CONCRETE), разработанной по запросу Федерального управления автомобильных дорог. Методология перекалибровки и верификации этой модели стала ключевым компонентом моей докторской диссертации.

Все это доступно каждому, совершенно бесплатно и с открытым исходным кодом. Чтобы поддержать проект, пожалуйста, поделитесь новостью о MaterialMap и перепостите ее как можно чаще.

https://materialmap.github.io

Учeт присоединенной массы при поиске собственных частот через BEM

В дайне уже пару лет как есть странное но прикольное. Подход BOUNDARY_FLUIDM в LS-DYNA использует граничный интегральный метод (BEM - Boundary Element Method) для моделирования эффектов присоединенной массы несжимаемой невязкой жидкости при поиске собственных частот.
BEM не требует создания сетки для жидкости, в данной постановке не сильно увеличивает размерность, не нарушает симметрию матрицы жескткости (в отличии от классического подхода с FLUID29/FLUID30/FLUID220/FLUID221 в APLD), позволяя легко использовать результаты в последующих расчетах (например, SSD).

Что скажут господа кораблестроители?

https://lsdyna.ansys.com/wp-content/uploads/2023/12/Fluid-added-mass-modeling-in-LS-DYNA-and-its-application-in-structural-vibration-Yun-Huang-Ansys.pdf
https://www.dynalook.com/conferences/17th-international-ls-dyna-conference-2024/nvh-implicit/huang_ansys.pdf
https://www.dynalook.com/conferences/14th-european-ls-dyna-conference-2023/nvh-implicit/huang_ansys.pdf

Моделирование картонных элементов упаковки поглощающих энергию

Моделировать бумагу очень трудно. Для нее, например, есть специальные модели материалов типа *MAT_PAPER. И это для плотной листовой бумаги (и да, никто вроде пока не учитываем влияние влажность, что очень важно для бумаги.

Моделировать многослойный гофрированный картон еще сложнее. Ведь это уже механизм, построенный из сложного материала и клея. А тем не менее, это очень популярный материал для упаковки.

И тут я нашел очень интересную кандидатскую диссертацию на тему "An Investigation into the Dynamic Response of Cardboard Honeycombs" от Jonathan J. Reay. Автор моделирует поведение сотовых энергопоглащающих вставок из картона. Как не странно, свойства материалов получаются очень простыми: оказывается достаточно упруго-пластического материала картора. Но зато автор учитывает и разрушение клеевых слоев, и наличие воздуха в сотах.

Буду читать и использовать!

https://etheses.whiterose.ac.uk/id/eprint/6977/1/J%20Reay%20-%20PhD%20Thesis.pdf

Подоспел новый рейтинг университетов

Я понимаю, что это тема для набросов и манипуляций, но очень жалко видеть Питерский Политех где-то в восьмой - девятой сотне. А ведь без хорошего базового образования в нашем деле никуда.

https://www.timeshighereducation.com/world-university-rankings/latest/world-ranking

Готовится к выходу PreonLab 7

На мой взгляд, они сейчас абсолютные лидеры в области SPH моделирования жидкостей и не только (лучшая модель снега на рынке :-)) на GPU. Обещают улучшить CHT расчеты.

https://www.linkedin.com/posts/fifty2-technology-gmbh_preonlab-simulation-activity-7383841659198795777-4hd-?utm_source=share&utm_medium=member_ios&rcm=ACoAAAIB-1wBSy2qdKlEdvn4uXa5JRLKv3rDaxk

Заплили интерактивную визуалоизацию 3D поверхности прочности для модели CSCM. Не знаю как вам, а мне всегда проще смотреть на кривые, огибающие и поверхности, чем на аналитические формулы.

https://materialmap.github.io/cscm_concrete_calculator.html

Научно-достоверный снег

В 2013 году команда Walt Disney Animation Studios работала над необычной задачей. Для «Холодного сердца» снег должен был выглядеть убедительно в разных ситуациях: героиня проваливается в сугробы, снежки разбиваются о стены, лавины обрушиваются со склонов. Существующие методы компьютерной графики не подходили: жидкости выглядели слишком текучими, твердые тела — слишком жесткими, а частицы не держали объем.

Команда Disney в составе Алексея Стомахина, Крейга Шрёдера, Лоуренса Чая, Джозефа Терана (математики из UCLA) и Эндрю Селле создала решение на основе Material Point Method (MPM) - гибридного подхода, сочетающего частицы и сетку. Ключевой стала эласто-пластическая модель: снег может упруго деформироваться, но при сильном воздействии необратимо меняет форму и разрушается на куски.

Симулятор назвали «Matterhorn» (в честь знаменитой горы), и его использовали примерно в 43 сценах фильма. Технология была представлена на конференции SIGGRAPH 2013 в научной статье "A Material Point Method for Snow Simulation".

В 2018 году модель Disney заинтересовала ученых, изучающих лавины. Исследователи из Швейцарского федерального технологического института адаптировали её для предсказания поведения снежных масс в горах. Оказалось, что модель работает и для настоящего снега.

А в 2020 году эстафету подхватила немецкая компания FIFTY2 Technology GmbH из Фрайбурга. Их команда разработчиков программного обеспечения PreonLab занималась симуляцией жидкостей для автомобильной промышленности. Возник вопрос: можно ли адаптировать модель снега Disney для инженерных расчетов?

Кристоф Гисслер, Андреас Хенне, Штефан Банд, Андреас Пеер и Маттиас Тешнер из FIFTY2 переработали идеи Disney для метода Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) - подхода, более подходящего для инженерных задач.

В июле 2020 года на SIGGRAPH (той же конференции, где Disney представляла свою работу семью годами ранее) команда FIFTY2 опубликовала статью "An Implicit Compressible SPH Solver for Snow Simulation". В списке литературы - прямая ссылка на оригинальную работу Стомахина и коллег. Технология из анимационного фильма официально стала инженерным инструментом.

Ключевые публикации:
- Stomakhin, A., Schroeder, C., Chai, L., Teran, J., & Selle, A. (2013) "A Material Point Method for Snow Simulation" ACM SIGGRAPH 2013 https://dl.acm.org/doi/10.1145/2461912.2461948
- Gissler, C., Henne, A., Band, S., Peer, A., & Teschner, M. (2020) "An Implicit Compressible SPH Solver for Snow Simulation" ACM SIGGRAPH 2020 https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3386569.3392431

Ansys Mesh Workflow

В этом году в Mechanical завезли новый инструмент пошагового создания сетки. Не, записывать шаги можно было уже лет 10 как. Тут же на предлагают создавать сетку примерно так же, как мы создаем геометрическую модель в CAD с деревом. Можно пошагово строить сетку, экструдировать и морфить элементы, создавать геометрические тела на основе сетки… я пока не осилил, но в следующем году придется разобраться.

https://youtu.be/NGDpRhH7zy8?si=4ovAxLZIVkGuhqth

FEM для CFD?

И такое тоже бывает, например в COMSOL, LS-DYNA ICFD и Altair AcuSolve. И да, FEM подход имеет свои преимущества (проще FSI, меньше требований к качеству сетки). А как это работает? Я нашел записи лекций живого человека лектора, на не ИИ цыгана.

https://youtube.com/playlist?list=PLseC-R59hYulujxXowYDySos6dkg7QAD7&si=YCFSlLOI1N16R7qp

Больше контактов

Тут коллеги показывают новые публикации про контакты. Выглядит сурово, но меня больше удивили не контакты, а то, какие большие деформации и искажения может выдержать модель.

https://www.linkedin.com/posts/alexispaques_a-new-contact-solver-dropped-in-movies-ugcPost-7387045957852639232-h06Y

FeaGPT

Первый препринт где мужики прикрутили к CalculiX процессинг естественного человеческого языка через LLM. Типа, «поставь мне граничные условия и посчитай». Говоря, что даже какая-то верификация пройдена, но мне это трудно представить. Не, CalculiX должен хорошо считать, и я даже верю, что LLM может корректно ставить граничные условия. Но это пока работает далеко не не для произвольных задач. Хотя как PoC покатит.

https://arxiv.org/abs/2510.21993

Пробивание бетона на скорости 770

Коллеги из Франции показали как они могут пробивать бетона на высоких скоростях не только в лаборатории, но и при помощи моделирования. Вижу что там что-то бессеточное (еще бы, на скорости 770 м/с), возможно просто SPH. Но вот кож по визуализации опознать не могу.

https://www.thiot-ingenierie.com/en/2025/11/07/focus-on-our-h3g-launcher-hot-green-gas-gun/

ɣSPH

Я тут выяснил, в чем считали то быстрое пробивание бетона, что я показывал в прошлом посте. Это был метод ɣSPH из решателя ABSTRAO. Интересно, что ABSTRAO - это то ли форк, то-ли часть великого и ужасного GPU-native решателя Impetus AFEA, который контролирует добрую половину рынка прочностных расчётов для A&D в ЕС, при условии, что у него вся команда человек 50.

https://www.abstrao.com/en/abstrao-solver

Подробности про ɣSPH:
https://doi.org/10.1115/PVP2017-65517

3D/2D CFD

Любопытный для меня подход, когда глобально задача решается при помощи упрощенного подхода (2D shallow-water equations), а локально происходит уточнение (3D VOF, RANS). Такого я еще не видел в CFD.

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

HelloTriangle

HelloTriangle - новый браузерный инструмент для создания и работы с 3D-моделями через Python-скриптинг, разработанный стартапом HelloTriangle. Полностью работает в браузере, без установки программного обеспечения. Использует Python-скрипты вместо традиционных CAD GUI.

Создатель: Питер Мортье (Peter Mortier), бывший инженер Materialise


https://www.hellotriangle.io/