Znaczenie dyskretyzacji przestrzennej na przykładzie numerycznej analizy problemu perforacji płyt

• Autorzy: Morka A.

Warianty tytułu

EN

Importance of spatial discretization on an example of numerical analysis of plate perforation problem

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wiele zagadnień mechaniki analizowanych metodami numerycznymi, szczególnie z obszaru procesów szybkozmiennych, wykazuje dużą wrażliwość na gęstość dyskretyzacji przestrzennej. Fakt ten związany jest z występowaniem szeregu złożonych zjawisk fizycznych oraz czynników o charakterze numerycznym, jak np. erozja, czyli usuwanie z obliczeń zniszczonych elementów. Prezentowana praca, posługując się przykładem numerycznej analizy zagadnienia perforacji płyty przez wybrany pocisk, dostarcza narzędzia (metodyki) do oceny zbieżności rozwiązania numerycznego ze względu na zmiany dyskretyzacji przestrzennej problemu. Zadanie to zostało zrealizowane poprzez adaptację metody stosowanej przez NASA w analizach CFD (ang. Computational Fluid Dynamics) do problemu z zakresu mechaniki ciała stałego. W rezultacie możliwe jest uzyskanie ilościowego wyniku obarczonego określonym błędem niezależnego od siatki numerycznej. Ponadto dostępna jest informacja określająca rząd zbieżności rozwiązania, który może stanowić dodatkowy wskaźnik poprawności rezultatu.

EN

Many of mechanic issues analyzed by numerical methods, especially in the area of fast-changing processes, are highly sensitive to the density of spatial discretization. This fact is related to the presence of a number of complex physical phenomena and factors such as numerical erosion that is removal of damaged parts of material from the calculation. The present work using the example of a numerical analysis of the plate perforation by the selected projectile provides the tools (methodology) to assess the convergence of numerical solution due to changes in the spatial discretization of the problem. This task was carried out by adapting the method used by NASA in the CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis to the problem of solid mechanics. Consequently, it is possible to obtain a quantitative mesh size independent result carrying the particular error. In addition, there is information indicating the convergence order of solutions, which can be an additional indicator of the result correctness.

Słowa kluczowe

PL

mechanika komputerowa; MES (metoda elementów skończonych); zbieżność rozwiązania; siatka numeryczna; perforacja/penetracja

EN

computational mechanics; FEM; convergent solution; numerical mesh; perforation/penetration

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 61, nr 4
• Strony: 123--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Morka A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2,

Bibliografia

• [1] P. J. Roache, Verification and Validation in Computational Science and Engineering, Albuquerque, Hermosa Publishers, 1998.
• [2] Examining Spatial (Grid) Convergence, [online] [Zacytowano: 17 Jul 2008.] http://www.grc.nasa.gov/www/wind/valid/tutorial/spatconv.html.
• [3] M. Nilsson, Constitutive model for Armox 500T and Armox 600T at low and medium strain rates, s. 1. Swedish Defence Research Agency, 2003, TR FOI-R-1068-SE.
• [4] N. S. Brar, N. S. Simha, C. Hari Manoj, Material model for high-hard steel and ballistic penetration simulations, [ed.] Karl P. Staudhammer, Lawrence Eugene, Murr and Marc A. Meyers, Fundamental Issues and Applications of Shock-Wave and High-Strain-Rate Phenomena, s. l. Elsevier Science and Technology Books, 2001, 64.
• [5] J. W. Kury, R. D. Breithaupt, M. Craig Tarver, Detonation waves in trinitrotoluene. Shock Waves, 9, 1999, 227-237.
• [6] LS-DYNA Keyword User's Manual Version 971/Rev 5. Livermore, CA USA, Livermore Software Technology Corporation (LSTC), May 2010.
• [7] B. Adams, Simulation of ballistic impacts on armored civil vehicles, Master Thesis, Eindhoven, Eindhoven University of Technology, 2003.