Все выпуски

В настоящей работе рассматривается обратная задача механики деформируемого твердого тела, связанная с поиском граничных условий при известной информации о напряженно-деформируемом состоянии. Конкретный вариант обратной задачи заключается в поиске на поверхности тела точки приложения сосредоточенной нагрузки при известных в конечном числе точек значениях деформаций. В качестве примера рассматривается тонкая прямоугольная пластина, жестко закрепленная по двум противоположным сторонам. Для построения алгоритма решения рассматриваемой задачи используется сеть прямого распространения. Необходимая информация о деформациях находится на основе метода конечных элементов. Результатом выполненного исследования является комплексный анализ факторов, определяющих точность решения рассматриваемой задачи: конфигурации системы мониторинга, объема обучающих данных и фазы инициализации.

In this paper, we consider an inverse problem of deformable solid mechanics related to the search for boundary conditions with known information about the stress-strain state. A specific version of the inverse problem consists in finding the point of application of a concentrated load on the surface of the body with deformation values known at a finite number of points. As an example, we consider a thin rectangular plate rigidly fixed on two opposite sides. A feedforward neural network is used to build an algorithm for solving the problem under consideration. The necessary information about deformations is based on the finite element method. The result of the performed research is a comprehensive analysis of the factors determining the accuracy of solving the problem under consideration: the configurations of the monitoring system, the amount of training data and the initialization phase.

Численно исследуются газодинамические процессы, протекающие в начальный момент работы сверхзвукового сопла с высокой степенью геометрического расширения. Основное внимание уделяется изучению механизмов потери течением осевой симметрии за счет неустойчивости образующихся в сверхзвуковой части сопла зон отрывного течения. Модель нестационарного течения вязкого теплопроводного сжимаемого газа по соплу основана на системе уравнений сохранения в форме Навье-Стокса. Турбулентность исследуемого течения моделируется методом отсоединенных вихрей DES и его модификацией DDES с привлечением полуэмпирической модели Спаларта-Аллмараса. Выполнено сравнение распределения давления на стенке сопла, проекции годографа вектора тяги, мгновенных и осредненных картин течения с экспериментальными данными и численными результатами других авторов. Показано, что применение вихреразрешающего моделирования DES и DDES позволяет адекватно описать основные особенности течения и воспроизвести феномен возникновения боковой составляющей тяги сверхзвукового сопла при приемлемом уровне вычислительных затрат.

In this paper, we numerically examine the separated flow in an overexpanded nozzle developed during the starting phase of a rocket engine featuring the side-load effect. We use detached eddy simulation (DES), namely, its version referred to as delayed DES, and compare our results with the existing experimental and numerical data. The calculations are based on finite volume approximation of the Navier-Stokes equations for perfect gas and pressure-based formulation with PISO coupling. By investigating the unsteadiness associated with the shock-induced separation, a better insight can be obtained as to how these affect the nozzle start-up. Three-dimensional, transient, turbulent computational fluid dynamics methodology has been demonstrated to capture major side-load physics with supersonic nozzles. The main flow properties (wall pressure levels, shock waves pattern, side load locus) are rather well reproduced. We suggest using a delayed detached eddy simulation for more accurate predictions of the flow separation.