Редактирование: Абердинский проект
Внимание! Вы не авторизовались на сайте. Ваш IP-адрес будет публично видимым, если вы будете вносить любые правки. Если вы войдёте или создадите учётную запись, правки вместо этого будут связаны с вашим именем пользователя, а также у вас появятся другие преимущества.
Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
Текущая версия | Ваш текст | ||
Строка 1: | Строка 1: | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
[[Файл:Kings_College_Aberdeen.jpg|thumb|King's College, University of Aberdeen]] | [[Файл:Kings_College_Aberdeen.jpg|thumb|King's College, University of Aberdeen]] | ||
− | Абердинский проект | + | Абердинский проект - общее название серии научно-исследовательских проектов, посвященных исследованию разрушения горных пород по действием [[вибрационного бурения]] (Resonance Enhanced Drilling, RED). Проект осуществляется сотрудниками [[Кафедра "Теоретическая механика"|кафедры]] совместно с сотрудниками [http://www.abdn.ac.uk/ Абердинcкого Университета] (Великобритания). |
==История== | ==История== | ||
− | В 1999 году [[А. М. Кривцов]] был приглашен профессором [ | + | В 1999 году [[А. М. Кривцов]] был приглашен профессором [[Марианом Верчигрохом]] в Абердинский университет по гранту [http://royalsociety.org/ Лондонского Королевского общества] на постдок (postdoctoral research) длительностью 18 месяцев. За время работы в Абердине [[А. М. Кривцов]]ым совместно с [[М. Верчигрохом]] была разработана аналитическая модель |
<ref name="Krivtsov_1999_DETC" /><ref name="Krivtsov_2000_CSF" />, позволившая исследовать скорость удаления материала как функцию статической продольной силы (weight on bit, WOB) и амплитуды гармонической продольной силы, приложенных к буру. При этом движение системы осуществляется как смена фаз слипания-скольжения, и ее поведение может изменяться от периодического к хаотическому | <ref name="Krivtsov_1999_DETC" /><ref name="Krivtsov_2000_CSF" />, позволившая исследовать скорость удаления материала как функцию статической продольной силы (weight on bit, WOB) и амплитуды гармонической продольной силы, приложенных к буру. При этом движение системы осуществляется как смена фаз слипания-скольжения, и ее поведение может изменяться от периодического к хаотическому | ||
<ref name="Wiercigroch_2005_JSV" />. | <ref name="Wiercigroch_2005_JSV" />. | ||
− | С целью определения параметров аналитической модели и установления ее связи с экспериментом А. М. | + | С целью определения параметров аналитической модели и установления ее связи с экспериментом [[А. М. Кривцов]]ым совместно с [[М. Верчигрохом]] была разработана компьютерная модель |
− | <ref name="Krivtsov_2001_MPM" /><ref name="Krivtsov_2004_ICTAM" />, основанная на использовании [[ | + | <ref name="Krivtsov_2001_MPM" /><ref name="Krivtsov_2004_ICTAM" />, основанная на использовании [[метода динамики частиц]], который успешно применяется для решения задач разрушения материалов. Компьютерная модель позволила учесть ряд важных эффектов, которые проявляются в реальности и существенно влияют на характеристики бурения, однако не описываются аналитической моделью: износ и разрушение инструмента (бура), учет вращения бура, возможность сверления исключительно за счет статического воздействия на образец и пр. Экспериментальное исследование вибрационного сверления<ref name="Wiercigroch_2005_JSV"/> проводилось [[Ежи Воеводой]], приглашенным [[М. Верчигрохом]] для этой цели в Абердинский университет. В 2001 году к проекту присоединилась [[Екатерина Павловская]], в результате чего была разработана более сложная аналитическая модель<ref name="Pavlovskaia_2003_JSV" /><ref name="Pavlovskaia_2004_CSF" />, где были учтены вязко-упругие свойства горной породы. |
+ | |||
<!-- | <!-- | ||
Рассматривалась двухмерная расчетная модель, так как даже с применением суперЭВМ моделирование трехмерных объектов методом динамики частиц требует больших вычислительных затрат. | Рассматривалась двухмерная расчетная модель, так как даже с применением суперЭВМ моделирование трехмерных объектов методом динамики частиц требует больших вычислительных затрат. | ||
--> | --> | ||
− | == | + | ==Текущее состояние== |
− | + | В 2009 году по инициативе [[Ольги Лобода]] и [[Екатерины Павловской]] сотрудничество двух университетов было возобновлено в рамках проекта 09-01-92603-КО_а "Моделирование хрупкого разрушения под действием динамических нагрузок", поддержанного [http://www.rfbr.ru РФФИ] и [http://royalsociety.org/ Лондонским Королевским обществом]. В результате работы в 2009-2010 гг. было проведено сравнение аналитической и компьютерной моделей. При этом численная модель была усовершенствована по сравнению с 2001 г.: | |
− | В 2009 году по инициативе [[Лобода | + | * введен более корректный учет статического и динамического продольного воздействия на инструмент (tool); |
− | * введен более корректный учет статического и динамического продольного воздействия на инструмент (tool) | + | * добавлен крутящий момент (ранее он описывается поперечной силой, приложенной к инструменту); |
− | * | + | * добавлен учет износа и разрушения инструмента. |
− | + | В результате сравнения было показано, что характер зависимостей скоростей бурения от приложенной нагрузки для компьютерной и аналитической моделей сходен, однако есть и различия. Причины расхождений связаны с тем, что компьютерная модель | |
− | |||
− | В результате сравнения было показано, что характер зависимостей скоростей бурения от приложенной нагрузки для компьютерной и аналитической моделей сходен | ||
# является двумерной, в отличие от одномерной аналитической, то есть зависит от большего числа параметров; | # является двумерной, в отличие от одномерной аналитической, то есть зависит от большего числа параметров; | ||
− | # лучше моделирует сопротивление образца, так как материал в компьютерной модели обладает порогом разрушения, тогда как | + | # лучше моделирует сопротивление образца, так как материал в компьютерной модели обладает порогом разрушения, тогда как аналитическая модель образца реагирует на сколь угодно малую нагрузку. |
− | + | В 2011 году работа была направлена на развитие компьютерной модели: | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | В | ||
* разработаны модели монокристаллического материала, монокристаллического материала с дефектами и поликристаллического материала; | * разработаны модели монокристаллического материала, монокристаллического материала с дефектами и поликристаллического материала; | ||
* предложено два подхода к моделированию хрупких материалов, различающихся используемыми потенциалами взаимодействия между частицами; | * предложено два подхода к моделированию хрупких материалов, различающихся используемыми потенциалами взаимодействия между частицами; | ||
* разработана компьютерная модель зубца бура, по форме соответствующая геометрии реального бура; | * разработана компьютерная модель зубца бура, по форме соответствующая геометрии реального бура; | ||
* введено ограничение на крутящий момент, прикладываемый к буру, за счет чего ограничивается мощность бурения; | * введено ограничение на крутящий момент, прикладываемый к буру, за счет чего ограничивается мощность бурения; | ||
− | * | + | * проведены многопроцессорные расчеты с использованием ресурсов [http://www.jscc.ru/ Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН]. |
− | + | ||
− | + | ==Участники проекта== | |
− | + | На 2011 год состав участников проекта указан в таблицах ниже. | |
− | |||
− | |||
− | == | ||
− | |||
− | |||
Со стороны СПбГПУ, Россия | Со стороны СПбГПУ, Россия | ||
Строка 58: | Строка 43: | ||
|- | |- | ||
| [[Лобода О.С.]] | | [[Лобода О.С.]] | ||
− | | К.ф.-м.н., доц. | + | | К.ф.-м.н., доц. [[Кафедра "Теоретическая механика"|кафедры]] |
| Координатор | | Координатор | ||
|- | |- | ||
| [[Игорь Беринский| Беринский И.Е.]] | | [[Игорь Беринский| Беринский И.Е.]] | ||
− | | К.ф.-м.н., | + | | К.ф.-м.н., асс. на [[Кафедра "Теоретическая механика"|кафедре]] |
| Старший исследователь | | Старший исследователь | ||
|- | |- | ||
− | | [[ | + | | [[Ле-Захаров С.А.]] |
| Асс. на [[Кафедра "Теоретическая механика"|кафедре]] | | Асс. на [[Кафедра "Теоретическая механика"|кафедре]] | ||
| Исследователь | | Исследователь | ||
|- | |- | ||
| [[Игорь Асонов| Асонов И.Е.]] | | [[Игорь Асонов| Асонов И.Е.]] | ||
− | | | + | | Студент [[Кафедра "Теоретическая механика"|кафедры]] |
| Исследователь | | Исследователь | ||
|} | |} | ||
Строка 81: | Строка 66: | ||
| Роль в проекте | | Роль в проекте | ||
|- | |- | ||
− | | [http://www.abdn.ac.uk/engineering/people/ | + | | [http://www.abdn.ac.uk/engineering/people/details.php?id=e.pavlovskaia Ekaterina Pavlovskaia] |
− | | К.ф.-м.н., | + | | К.ф.-м.н., Senior Lecturer, Aberdeen University |
| Руководитель проекта | | Руководитель проекта | ||
|- | |- | ||
− | | [http://www.abdn.ac.uk/engineering/people/ | + | | [http://www.abdn.ac.uk/engineering/people/details.php?id=m.wiercigroch Marian Wiercigroch] |
| Professor, Six Century Chair in Applied Dynamics, <BR> Aberdeen University | | Professor, Six Century Chair in Applied Dynamics, <BR> Aberdeen University | ||
| Научный консультант | | Научный консультант | ||
|- | |- | ||
− | | [http://www.abdn.ac.uk/engineering/people/ | + | | [http://www.abdn.ac.uk/engineering/people/details.php?id=j.ing James Ing] |
− | | Ph.D., | + | | Ph.D., Postdoctoral Research Fellow, Aberdeen University |
| Исследователь | | Исследователь | ||
|- | |- | ||
| [http://www.abdn.ac.uk/engineering/people/details.php?id=o.k.ajibose Olusegun Ajibose] | | [http://www.abdn.ac.uk/engineering/people/details.php?id=o.k.ajibose Olusegun Ajibose] | ||
− | | Ph.D., Research Fellow, Aberdeen University | + | | Ph.D., Research Fellow, Aberdeen University |
| Исследователь | | Исследователь | ||
|} | |} | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
Строка 145: | Строка 92: | ||
<ref name="Krivtsov_2000_CSF">Krivtsov A.M., Wiercigroch M. Penetration Rate Prediction for Percussive Drilling via Dry Friction Model. Chaos, Solitons & Fractals, 2000, 11(15), 2479-2485. [http://www.ipme.ru/ipme/labs/msm/Pub/Krivtsov_2000_CSF.pdf (215 Kb)]</ref> | <ref name="Krivtsov_2000_CSF">Krivtsov A.M., Wiercigroch M. Penetration Rate Prediction for Percussive Drilling via Dry Friction Model. Chaos, Solitons & Fractals, 2000, 11(15), 2479-2485. [http://www.ipme.ru/ipme/labs/msm/Pub/Krivtsov_2000_CSF.pdf (215 Kb)]</ref> | ||
− | <ref name="Wiercigroch_2005_JSV">Wiercigroch M., Wojewoda J., Krivtsov A.M. Dynamics of ultrasonic percussive drilling of hard rocks. Journal of Sound and Vibration, 2005, Vol.280, Iss.3-5, pp.739-757. [[Медиа: | + | <ref name="Wiercigroch_2005_JSV">Wiercigroch M., Wojewoda J., Krivtsov A.M. Dynamics of ultrasonic percussive drilling of hard rocks. Journal of Sound and Vibration, 2005, Vol.280, Iss.3-5, pp.739-757. [[Медиа:Wiercigroch_2004_JSV_draft.pdf|(Proof, 651 kb)]]</ref> |
<ref name="Krivtsov_2001_MPM">Krivtsov A. M., Wiercigroch M. Molecular dynamics simulation of mechanical properties for polycrystal materials. Materials Physics and Mechanics, 2001, 3, 45-51 [http://www.ipme.ru/e-journals/MPM/no_1301/krivtsov/krivtsov.pdf (288 kb)]</ref> | <ref name="Krivtsov_2001_MPM">Krivtsov A. M., Wiercigroch M. Molecular dynamics simulation of mechanical properties for polycrystal materials. Materials Physics and Mechanics, 2001, 3, 45-51 [http://www.ipme.ru/e-journals/MPM/no_1301/krivtsov/krivtsov.pdf (288 kb)]</ref> | ||
Строка 154: | Строка 101: | ||
<ref name="Pavlovskaia_2004_CSF">Pavlovskaia, E.E. & Wiercigroch, M. (2004). 'Analytical drift reconstruction in visco-elastic impact oscillators operating in periodic and chaotic regimes'. Chaos, Solitons & Fractals, 19 (1), pp. 151-161. [[Медиа:Pavlovskaia_2004_CSF.pdf|(587 kb)]]</ref> | <ref name="Pavlovskaia_2004_CSF">Pavlovskaia, E.E. & Wiercigroch, M. (2004). 'Analytical drift reconstruction in visco-elastic impact oscillators operating in periodic and chaotic regimes'. Chaos, Solitons & Fractals, 19 (1), pp. 151-161. [[Медиа:Pavlovskaia_2004_CSF.pdf|(587 kb)]]</ref> | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
</references> | </references> | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− |