[Шмидт]

Добрый день.
Если есть на форуме люди, занимающиеся научной работой по тематике МКЭ в строймехе или теории упругости и т.п., прошу откликнуться на вопрос: остается ли актуальным вопрос оценки качества расчетов с применением МКЭ в линейной постановке (до нелинейщины еще пока рано)? И что было сделано за последнее время в этом направлении? Перелопатил кучу книг но кроме общих фраз ничего не нашел. Может кто что встречал или слышал?
Буду признателен за любую инфу по данному вопросу....

[СергейД]

а конкретнее?
довольно много сравнительных расчетов делается сейчас в рамках верификации РААСН программных комплексов (microfe, ansys)
что интересует. Приезжайте Москву, поговорим.

[Шмидт]

Благодарю за приглашение, может ближе к НГ собирусь - давно не был в тех краях. а что такое РААСН?
Ну а если конкретно, то интересуют не сравнительные расчеты, а постановка задачи. Какие элементы применять (треугольники, многоугольники) какие задачи ими решать и т.п. Так сказать методы оченки ошибок при использовании МКЭ.
Находил только частные примеры - есть аналоговое решение, подкрепленное 100 летними расчетами и опыты. И вроде как бы можно считать по данной программе (!!!!) данные задачи (!!!). А единого подхода к оценке точности нет.
Еще часто встречаются общие слова, что мол геометрию точно не описать, пробную функцию не подобрать (при вариационной постановке), ошибки итераций и т.п. А как оценить, количественно, нигде нет

[ETCartman]

Вот вам например фрагмент справки из CalculiX

The Zienkiewicz-Zhu error estimator [59], [60] tries to estimate the error made by the finite element discretization. To do so, it calculates for each node an improved stress and defines the error as the difference between this stress and the one calculated by the standard finite element procedure.
The stress obtained in the nodes using the standard finite element procedure is an extrapolation of the stresses at the integration points [14]. Indeed, the basic unknowns in mechanical calculations are the displacements. Differentiating the displacements yields the strains, which can be converted into stresses by means of the appropriate material law. Due to the numerical integration used to obtain the stiffness coefficients, the strains and stresses are most accurate at the integration points. The standard finite element procedure extrapolates these integration point values to the nodes. The way this extrapolation is done depends on the kind of element [14]. Usually, a node belongs to more than one element. The standard procedure averages the stress values obtained from each element to which the node belongs.
To determine a more accurate stress value at the nodes, the Zienkiewicz-Zhu procedure starts from the stresses at the reduced integration points. This applies to quadratic elements only, since only for these elements a reduced integration procedure exists (for element types different from C3D20R the ordinary itegration points are taken instead) . The reduced integration points are superconvergent points, i.e. points at which the stress is an order of magnitude more accurate than in any other point within the element [7]. To improve the stress at a node an element patch is defined, usually consisting of all elements to which the nodes belongs. However, at boundaries and for tetrahedral elements this patch can contain other elements too. Now, a polynomial function is defined consisting of the monomials used for the shape function of the elements at stake. Again, to improve the accurary, other monomials may be considered as well. The coefficients of the polynomial are defined such that the polynomial matches the stress as well as possible in the reduced integration points of the patch (in a least squares sense). Finally, an improved stress in the node is obtained by evaluating this polynomial. This is done for all stress components separately. For more details on the implementation in CalculiX the user is referred to [39]. In CalculiX one can obtain the improved CalculiX-Zhu stress by selecting ZZS underneath the *EL FILE keyword card. It is available for tetrahedral and hexahedral elements. In a node belonging to tetrahedral, hexahedral and any other type of elements, only the hexahedral elements are used to defined the improved stress, if the node does not belong to hexahedral elements the tetrahedral elements are used, if any.

В ансисовской справке это раздел (правда относительно тепловых задач):
19.7.2. Error Approximation Technique for Temperature-Based Problems

Там же есть ссылки на учебники

[ФАХВЕРК]

Слегка оффтоп: а мне кажется ,что один из критериев научной работы - практическая польза. Т.е. ваш труд должен найти реальное применение, а не лечь на полку. Я не хочу никого этим обидеть. Когда был маленьким... ( на 2-ом курсе) проходил мимо кафедры в инженерном корпусе нашего славного ВУЗа. Там висит инфа о защите диссера и тема буквально следующая "Повышение производительности труда операторов сельскохозяйственных машин за счёт оптимизации воздухообменных процессов" Короче, странно выглядит. Читаю ниже - защищается аспирант-иностранец. Ну как-то это всё не серьёзно.... вот откуда ещё отталкиваться надо . Я понял одно - надо как-то применять к ситуации то , что уже исследовано. Ну это так... инфа к раздумью. Сам голову ломаю как с темой быть.

[ETCartman]

Сообщение от Шмидт остается ли актуальным вопрос оценки качества расчетов с применением МКЭ в линейной постановке (до нелинейщины еще пока рано)? ..

Прочитал внимательно, извините.
Этот вопрос изучен достаточно хорошо, и это предмет изучения вычислительной математики.
Если вам нужна тема, и вы не профессиональный математик, то лучше остановиться на действительной работе каких то конструкций, соответственно - аспектах расчета. Тут уже надо смотреть по типам. Но вообще говоря, и это тема актуальна была годах в 60-х для большинства конструкций.

[Шмидт]

ETCartman
с инглишом туговато, но про Зенкевича слышал - по МКЭ конкретный человек, но даже у него нет того о чем я спрашиваю. Разговор идет о количественных оценках погрешности применения МКЭ для реальных конструкции, по сравнению с другими методами расчетов (аналитический, физическое моделирование и т.п.)
Про математику - нормально с математикой, но кажеться там идет разговор именно о математике метода (сходимость, устойчиовсть, аппроксимация области, элементы с бешенным колическом узлов, подборка пробных функции и т.п.), а не его физической постановки.
ФАХВЕРК
более актуальной проблемы не найти. Я не говорю о том, чтобы полностью оценить ошибку МКЭ - за это надо ордена вручать, а о работах сделанных в этом направлении. Сам ничего про это не нашел вот и обратился сюда, в надежде, что может кто и чего слышал.
А тем много, они лежат под ногами, на мой взгляд, главное найти человека - научного руководителя....

[ФАХВЕРК]

Шмидт , просто (вот тут строго моё мнение (так как их всегда куча)) научный и практический расчёт строительных конструкций разные вещи!!! Не всякий научный труд имеет за собой экспериментальную постановку задачи , и , как следствие, малую применимость или вообще её отсутствие для практики. Проще говоря - то, о чём труд проэкспериментировано? Даёт экономию по материалу, улучшает работу (или делает стабильнее) и снижает сроки СМР, быстро ли освоить такую технологию (это всё рядовые критерии, для того, чтобы труд был использован в прктике)? Это опять пища для размышления. А так всё и до сих пор считается по N/F +/- M/W (про сталь точно ).

Насколько мне известно, МКЭ в линейной постановке в строительном проектировании применяется в основном для расчета ж.б. конструкций. При этом создается некая модель изначально весьма мало напоминающая реальную конструкцию. Вводится ряд предпосылок, не имеющих под собой никакого обоснования, таких как, что ж.б. конструкция работает упруго, что жесткостные характеристики ж.б. элементов зависят исключительно от их геометрических размеров. Единственным оправданием такого подхода является то, что по другому мы считать не умеем. На фоне этого всяческие разговоры о том, какие элементы применять и как более точно задать расчетную схему кажутся мне "ловлей блох".

[ETCartman]

Сообщение от Шмидт ETCartman с инглишом туговато, но про Зенкевича слышал - по МКЭ конкретный человек, но даже у него нет того о чем я спрашиваю. Разговор идет о количественных оценках погрешности применения МКЭ для реальных конструкции, по сравнению с другими методами расчетов (аналитический, физическое моделирование и т.п.) ....

error estimator - как раз переводится как "ошибко-оцениватель". И этот самый эстиматор включен во все нормальные МКЭ программы. Равно как и узловые-элементные результаты в них тоже обычно разграничиваются.

Говорить о точности МКЭ корректно только и исключительно по отношению к точному решению задачи ТУ, которая по соотв. теореме имеет единственное решение, которое и требуется найти.
Это один вопрос.
Вопрос точности ТУ при использовании той или иной расчетной схемы по отношению к реальным конструкциям - это совершенно другой вопрос. Он рассматривается другой наукой и вообще никогда эти два вопроса не смешиваются.
Грубо говоря - МКЭ есть численный метод решения аналитической задачи. А то как именно поставить эту аналитическую задачу к физическому объекту - это уже другая песня

[Шмидт]

Сообщение от ФАХВЕРК научный и практический расчёт строительных конструкций разные вещи!!! Не всякий научный труд имеет за собой экспериментальную постановку задачи

вот!!! МКЭ широко применяется и более или менее сравним с аналоговыми решениями (для частных случаев). Эксперименты проделаны, внедрено. То о чем Вы успоминаете и сам считаю важным и это уже есть. То есть какие либо усовершенствования МКЭ реально будет внедрить, ну по крайней мере, шансы есть.
Вопрос, который озвучил, был в другом....

ETCartman

Приятно общаться с понимающим человеком. Именно про это я и спрашивал. Хоть, про ТУ согласен, но так же если рассматриваем стрежневые конструкции - классика метода, то можно сравнивать с точным решением сопромата.
Так все-таки, есть какие работы в направлении оценки ошибки решения по МКЭ с решениями ТУ?

[СергейД]

есть огромное количество более актуальных и нужных тем. в частности нелинейности.

[Шмидт]

Сообщение от СергейД есть огромное количество более актуальных и нужных тем. в частности нелинейности.

Интересует наличие работ, а до нелинейщины еще надо дойти. Пока что интересует классика и примитив.
Да и при чем тут тема? Вопрос то в другом....
А что Вы предлагаете в качетсве темы?

[Александр Бауск]

Ключевое слово - интервальные вычисления либо reliable computing (вот здесь можно найти список рассылки, в котором я тоже состою; журнал).
Ещё ключевое слово - hp-FEM.
Ключевые исследователи - Кирфот (Kearfott), первая ссылка на него, у него остальных найдёте.
Теоретики-математики - Крейнович, например, там вообще все бывшие наши, и вообще у Кирфота есть все ссылки.
Практик применительно к конструкциям и МКЭ - Муханна, из запомнившихся.
Если кратко - всё сделано до вас профессиональными математиками, и далеко не в форме общих фраз.
Свои тексты не даю, там ад и израиль.

Что касается количества работ - у меня на диске около сотни только в этой узкой теме, причем вышедшее за последний год вообще ещё не смотрел.

[Шмидт]

Занятные книженции, благодарю за инфу...Можно попросить что нить скинуть на мыло с Вашего диска, хотелось бы почитать на досуге в электричке, а с сайта не скачать

[Александр Бауск]

Только английский. Надо?

Собственно, если сможете разобраться с интервальными вычислениями - этого будет в большинстве вузов достаточно выше крыши.
Мне до защиты все шипели, убирай и то и это, совет не поймет ни фига - завалит...
Посоветуйтесь с научным шефом, он оценит диссертабельность темы.
Еще есть материалы сибирского отделения РАН в интернете, там на русском:
http://www-sbras.nsc.ru/interval/

Вот с них начните для начала.

[Шмидт]

Сообщение от Александр Бауск Только английский. Надо? Собственно, если сможете разобраться с интервальными вычислениями - этого будет в большинстве вузов достаточно выше крыши. Мне до защиты все шипели, убирай и то и это, совет не поймет ни фига - завалит... Посоветуйтесь с научным шефом, он оценит диссертабельность темы. Еще есть материалы сибирского отделения РАН в интернете, там на русском: http://www-sbras.nsc.ru/interval/ Вот с них начните для начала.

Совсем благодарю!!! Но думаю что это не то что ищу. Хотя посмотрим...Спасибо...буду грысть...

[СергейД]

совет.
найти сначала руководителя. подходящего.
и послушать его. выбрать из нескольких предложенных вариантов то, что показалось интереснее.
а с упомянутой выше темой Вы руководителя вряд ли найдете... разве что, уже сделав диссертацию. и совсем старенького.
сравнивать разве что эксперимент с расчетом сейчас интересно.

тем не счесть.
но как предложить, не зная Вас и Ваши навыки-способности?
не представляю, что делать в линейных расчетах.
модные темы из расчетных- оптимизация, вероятностное проектирование.
всякие нелинейности.
хорошая и нужная тема- идентификация. т.е. итерационная коррекция модели КЭ вплоть до лучшего воспроизведения частотных (или тп) экспериментов.
Повторю, не на форуме надо спрашивать, а у найденного руководителя.


выберите саму тему . рассмотрите ее сначала линейно, а потом нелинейно.

[ETCartman]

Сообщение от ФАХВЕРК Шмидт , просто (вот тут строго моё мнение (так как их всегда куча)) научный и практический расчёт строительных конструкций разные вещи!!! Не всякий научный труд имеет за собой экспериментальную постановку задачи , и , как следствие, малую применимость или вообще её отсутствие для практики. ).

Научный и практический разные вещи, потому что преследуют разные цели. Научный преследует целью создание расчетной методики, а инженерный просто - расчет по указанным методикам. Т.е. научный как правило ставит целью изучить что то одно и создать одну методику на заданную тему. А инженерный учитывает результаты многих научных в комплексе. Эксперимент вообще к инженерным расчетам никаким боком не относится, он используется только для проверки научных гипотез. Грубо говоря, если вы сломаете 10000 балок - вы не поймете как их считать (иначе все снипы были бы получены еще древними римлянами или арабами времен пророка Мухаммеда). А если вы путем рассуждений получите некую теорию и проверите ее справедливость на нескольких частных случаев - у вас готовая метода для инженерных расчетов.
Каким боком можно научно связать МКЭ и непосредственно эксперименты - не понятно вообще.
Если автор темы выбрает тему диссертации - ему надо советоваться с руководителем, выбирать желательно узкую актуальную задачу и решать ее. Даже если у вас будет целый камаз экспериментальных данных и два камаза расчетов, диссертация может быть плохой или вообще никакой, если не будет обоснованных практических выводов, либо методик, либо новых типов конструкций или какой то полезной информации об известных. Надо почитать авторефераты по своей специальности и понять в чем суть

[Шмидт]

Благодарю за советы....но тема уже выбрана и больше скажу, кое что уже сделано. Здесь нет конкретики, вот и складывается впечатление, что блуждаю в потемках. Начал с линейных задач, но это только начало, а в начале тяжело, и на одних них не закончиться. Тему посоветовал сам научный шеф. И то о чем я завел тему, это часть всей темы, так что не удивляйтесь. Хотя, судя по ссылкам, которые были любезно предоставлы, наша кафедра в попе полной, хотя думаю такое езде...в последнее время в строительной отрасли все меньше инженеров и больше манагеров. Так что походу придеться сложновато...