Dytran Система анализа существенно нелинейных быстропротекающих процессов

Столкновение конструкций с их разрушением, попадание птицы в авиадвигатель, обрыв лопатки ГТД, посадка вертолёта/самолёта на воду, работа подушки безопасности, “плескание” жидкости в ёмкостях/баках (слошинг), взрывы и их воздействие на конструкцию, штамповка металла и т.д.

Dytran – система моделирования быстропротекающих существенно нелинейных процессов взаимодействия конструкции и жидкости (газа) или конструкции и конструкции, в том числе их разрушения.

Основой Dytran являются совместная работа решателей Лагранжа (моделирование твёрдых тел) и Эйлера (моделирование жидкости/газа), а также широкий спектр моделей материалов (включая гидродинамическую) и различные типы уравнений состояния жидкой среды (газа). Одной из отличительных возможностей Dytran является возможность моделирования работы материала со сдвиговой жёсткостью в эйлеровой постановке. Это позволяет моделировать физические явления с присутствием неограниченных деформаций, различные гидродинамические процессы, в том числе гидроудары, а также решать задачи по моделированию и анализу специальных динамических воздействий на конструкцию (взрыв, пробитие и т.п.).

Типичные области приложения Dytran – моделирование взаимодействия препятствия с автомобилем, водителя и пассажиров с наполняющейся подушкой безопасности, ремнями безопасности и другими средствами пассивной защиты. Используя Dytran можно решать такие мультифизичные и многодисциплинарные задачи, как столкновение птиц с самолетом, попадание различных объектов в проточные части авиационных газотурбинных двигателей, в том числе частиц льда, града и т.д., аварийная посадка летательного аппарата на воду, столкновения судов и их взаимодействие с водой и препятствиями (посадка на мель). Помимо этого, можно производить расчет процессов высокоскоростного пробивания преград, листовой штамповки, взаимодействия жидкости и конструкции, аквапланирования и т.п.

Реализация абсолютно нового подхода к расчетному моделированию Underwater Shock Explosion позволяет моделировать такие сложные физические явления, как подводные взрывы и распространение ударных волн в жидкости.

Отличительной особенностью Dytran является возможность особенно эффективно моделировать динамическое взаимодействие жидкости и конструкции: учёт вязкости жидкости; несколько жидкостей с различными свойствами в одной модели; автоматическое построение эйлеровой сетки в процессе решения задачи и только в тех зонах пространства, где это необходимо – там, куда устремляется жидкость.

Реализованные в Dytran методы, позволяют работать с несовпадающими сетками (к одной грани элемента может присоединяться несколько элементов меньшего размера), с сетками с неоднородной плотностью и смешанными сетками (несовпадающие сетки + сетки с неоднородной плотностью). Это существенно сокращает затраты на создание расчетной модели. Кроме того, Dytran позволяет реализовывать расчетные случаи в одномерной постановке для эйлеровых задач со сферической симметрией и в двумерной постановке для задач с осевой симметрией.

Dytran использует новейшие “coupling” и “сlumping” алгоритмы для моделирования контактного и ударного взаимодействия элементов конструкций, в том числе взаимодействия жидкости и конструкции – Fluid Structure Interaction (FSI).

В Dytran применяется явная схема интегрирования, не требующая декомпозиции матриц и, в силу этого, особенно эффективная для решения нелинейных задач.

Специально для задач большой и сверхбольшой размерности Dytran поддерживает распараллеливание задачи по узлам кластера для FSI в режиме Distributed Memory Parallel (DMP). Новые алгоритмы для высокопроизводительных FSI вычислений в DMP режиме не требуют дополнительного лицензирования. Широкий спектр решаемых задач позволяет применять Dytran в аэрокосмической, оборонной, автомобильной, судостроительной, обрабатывающей и многих других отраслях промышленности.