Светлана Владимировна Фортова (Институт автоматизации проектирования РАН) :
Статьи:
519.63 Молекулярно-динамическое моделирование модификации алюминия лазерной ударной волной
Перов Е. А. (Объединенный институт высоких температур РАН), Жаховский В. В. (Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова/Объединенный институт высоких температур РАН), Иногамов Н. А. (Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН), Шепелев В. В. (Институт автоматизации проектирования РАН), Фортова С. В. (Институт автоматизации проектирования РАН), Долуденко А. Н. (Объединенный институт высоких температур РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2023-4-7492
Пластические деформации лежат в основе такой промышленной технологии, как лазерное термоупрочнение или лазерный пиннинг (LSP, laser shock peening). В данной работе методом классической молекулярной динамики исследована возможность упрочнения поверхностного слоя алюминиевого образца, облученного единичным фемтосекундным лазерным импульсом. Рассмотрены три ориентации кристаллической решетки — [1, 0, 0] (первая ориентация кристаллической решетки), [1, 1, 0] (вторая ориентация кристаллической решетки), [1, 1, 1] (третья ориентация кристаллической решетки). Проведено численное исследование влияния различных величин вложенной энергии в диапазоне от 120,98 Дж/м2 до 2540,01 Дж/м2 лазерного импульса на глубину залегания пластических деформаций, влияющих на упрочнение исследуемого материала. Построена зависимость максимальной глубины залегания пластических деформаций от вложенной энергии. Значения энергий подобранны таким образом, что пластический фронт УВ (ударной волны) останавливался до того, как достигнет правой границы моделируемого образца. Необходимость соблюдения этого условия обусловлена тем фактом, что отразившаяся от правой границы образца волна растяжения может тормозить пластический ударный фронт, выступая в роли волны разгрузки. С помощью построенной в работе зависимости максимальной глубины залегания пластических деформаций от вложенной энергии определено пороговое значение вложенной энергии, при превышении которого алюминий начинает пластически деформироваться.
Перов E.А., Жаховский В.В., Иногамов Н.А., Шепелев В.В., Фортова С.В., Долуденко А.Н.. Молекулярно-динамическое моделирование модификации алюминия лазерной ударной волной. Математическое моделирование и численные методы, 2023, № 4, с. 74-92
Фортова С. В. (Институт автоматизации проектирования РАН), Ермаков А. Д. (Институт автоматизации проектирования РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2024-4-7892
Многие атмосферные и океанические явления демонстрируют особенности квазидвумерной турбулентности, возникающей при наличии силы вращения. Исследование процессов вихреобразования в таких системах обусловлена необходимостью развития качественного прогнозирования возникновения циклонов и антициклонов. Указанные погодные явления представляют собой геострофические течения, которые могут быть описаны в рамках квази-двумерной турбулентности. В данной работе на основе численного моделирования системы уравнений Навье-Стокса исследуется задача формирования когерентных вертикальных структур в кубической ячейке при наличии вращения (Кориолисовой силы) и постоянно действующей внешней силы (накачки). В ходе численных экспериментов в зависимости от величин силы вращения и силы накачки получено несколько типов течений — хаотический режим, режим возникновения нескольких вихрей-циклонов и режим возникновения одного крупного циклона с антициконом внутри циклонической области (“циклон-антициклон”).
Фортова С.В., Ермаков А.Д. Численное моделирование квази-двумерных турбулентных течений в замкнутой кубической ячейке. Математическое моделирование и численные методы, 2024, № 4, с. 78–92.
519.63 Численное моделирование распространения индуцированной лазером ударной волны в алюминии
Буланов А. В. (Институт автоматизации проектирования РАН), Шепелев В. В. (Институт автоматизации проектирования РАН), Фортова С. В. (Институт автоматизации проектирования РАН)
doi: 10.18698/2309-3684-2024-4-6677
В данной работе исследуется задача об облучении алюминиевой мишени фемтосекундным лазерным импульсом. Проведён расчёт задачи конечно-элементным лагранжевым методом. Результаты сравниваются с расчётами методом типа Годунова и методом молекулярной динамики. Гидродинамические расчёты показывают практически полное соответствие. Использование метода с подвижной сеткой позволяет точно определить границу материала. В области волн разрежения методы гидродинамики показывают гораздо большую амплитуду отрицательных давлений, чем расчёты методом молекулярной динамики. Предложена модель отрыва, позволяющая учитывать возможные разрывы материала. Использование модели отрыва в расчетах улучшает соответствие с молекулярно-динамическими моделями и предотвращает образование второй ударной волны.
Буланов А.В., Шепелев В.В. Фортова С.В. Численное моделирование распространения индуцированной лазером ударной волны в алюминии. Математическое моделирование и численные методы, 2024, № 4, с. 66–77.