- Тепловое разрушение ДР
- Тепловое разрушение ПКШ
- Разогрев и тепловое разрушение корпуса
- Деформирование и механическое разрушение корпуса (учитывается в зависимости от сценария).
Модель теплового разрушения включает в себя численную модель плавления с перемешиванием (ПП), в которой рассматривается контакт горячего расплава с нерасплавленным материалом другого вида. Численно этот процесс моделируется как продвижение границы расплава с перезаданием свойств за границей плавления. Основной критерий перехода КЭ в расплав на фронте плавления – температурный. Учет процесса образования корок на поверхности расплава происходит автоматически, как появление переходной зоны от расплава к твердой границе.
В коде применена расчетная схема, в рамках которой динамика перемещения материала ("дебриса" и расплава) непосредственно не моделируется. Это с одной стороны требует дополнительных предположений о перемещении и перемешивании, а с другой – позволяет использовать неявные (квазистатические) схемы интегрирования по времени с большим шагом и КЭ разбиения с большим количеством элементов для получения, при необходимости, высокого пространственного разрешения для областей сложной формы.
Ядром кода являются подпрограммы POLYFEM и NKD (см. детальное описание кода в томе 4). Эти программы практически независимы в рамках объединенного кода в смысле обращения к общим вспомогательным процедурам, поскольку код работает в предположении, что возникающие напряжения и деформации в НКС и шахте слабо влияют на теплоперенос (несвязанная задача термомеханики).
Программа POLYFEM предназначена для моделирования диффузионного и лучистого теплопереноса в областях со сложными границами. Численное решение нелинейной задачи теплопроводности проводится методом МКЭ.
Программа NKD служит для расчета прочностных свойств конструкций. При этом методом конечных элементов решается двумерная (плоская или осесимметричная) задача квазистатического нагружения конструкций, а основным принципом расчета служит принцип оценки по предельным состояниям:
- определение истории изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкций;
- оценка размеров области разрушения конструкции при известной истории изменения НДС и принятых критериях разрушения.
Перемещение и перераспределение материалов учитывается посредством перезадания свойств КЭ в расчетных подобластях: при перемещении области плавления – в соответствии с темпом продвижения границы плавления; при поступлении материала извне – в соответствии с порядком поступления.
В расчетах механической прочности определяется напряженно-деформированное состояние конструкции (корпуса) в реалистической конфигурации, при этом корпус рассматривается как тело вращения (2-мерная геометрия). Учитывается геометрическая нелинейность (большие деформации). Применяемые критерии разрушения – это критерии длительной прочности в условиях переменной температуры и нагрузки, вычисляемые локально в каждом элементе. В расчетах используются термозависимые материалы, учитывается пластичность и высокотемпературная ползучесть.
Конвективный и радиационный теплообмен с объектами, "внешними" по отношению к КЭ-модели ГЕФЕСТа (теплоноситель, поверхности тепловых структур а.з. и ВКУ) осуществляется посредством постановки граничных условий соответствующих типов в надлежащих местах КЭ-разбиения.
В отличие от случая взаимодействия кодов в комплексе РАТЕГ/СВЕЧА, когда оба кода входят в единый исполняемый модуль (RATEG.EXE), взаимодействие комплекса с кодом ГЕФЕСТ осуществляется на принципиально иной основе, а именно: наряду с вызывающим модулем (RATEG.EXE) запускаются как отдельные процессы HEFEST.EXE и HEF_TO_FIL.EXE[4]. Другими словами, подход заключается в том, чтобы РАТЕГ/СВЕЧА и ГЕФЕСТ функционировали как отдельные взаимодействующие модули. Это позволяет, с одной стороны, свести к минимуму доработки текстов программ, необходимые для стыковки, и упростить поддержку и модернизацию кодов в дальнейшем, а с другой – оставляет возможность в любой момент объединить все тексты в одну программную единицу.
Для
обеспечения работы комплекса под ОС WINDOWS 98/ME/NT/2000/XP налажен обмен данными между программами и управление их
совместной работой. Из набора существующих в этих семействах ОС системных
средств передачи данных между различными исполняемыми модулями (при работе на
одном компьютере) был выбран вариант с использованием общей области памяти,
размещаемой в динамической библиотеке (dll-библиотека). Такой способ позволяет
уменьшить количество используемой памяти (если одни и те же данные используются
двумя программами и организованы одинаково, то можно не держать копий данных в
каждой программе) и обеспечивает высокую скорость обмена данными (обе программы
имеют непосредственный доступ памяти с общими данными).
Управление совместной работой программ происходит по следующей схеме:
- Управляющей программой является РАТЕГ/СВЕЧА
- Управление осуществляется с помощью стандартного механизма определяемых пользователем сообщений средствами операционной среды WINDOWS.
Для управления используются сообщения:
- Init - инициализация
- Step - временной шаг
- Exit - завершение
- Snap - запись состояния
- Reset - чтение состояния
На Рис. 4.1 приведена простейшая блок-схема, иллюстрирующая описываемую организацию взаимодействия между кодами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.