Моделирование температурных полей и затвердевание при получении отливок

Представляемая on-line среда позволяет:

Исследовать процессы формирования температурных полей и формирования фаз при затвердевании отливок
Решить задачу определения оптимальных режимов при получении отливки (начальные температуры заливаемых металлов и формы, размеры формы и слоев, толщину защитного покрытия).

Решение поставленной задачи осуществляется вычислительными экспериментами, при которых литейщик задает граничные и начальный условия и по результатам моделирования которые представляются в табличном и графическом виде (кривые охлаждения, скорости охлаждения, перемещение фаз) подбирает оптимальные режимы и размеры с учетом технических и технологических возможностей.

Использование среды полезно практикующимся литейщикам, занимающимися разработкой и внедрением новых технологий, научным работникам, занимающимися созданием новых материалов и студентам и аспирантам, изучающим литейное производство.

С использованием метода конечных разностей производится моделирование процесса затвердевания отливки. В расчетах учитываются теплофизические свойства материалов отливки и формы, размеры и начальные температуры отливки и формы

Ссылкой "Управление файлами" производится создание и редактирование файлов с начальными и граничными условиями отливки. Названия файлов соответствуют их содержанию
Для менеджера файлов установлено. Пользователь: user; Пароль: user.

Ссылкой "Моделирование процесса " запускается программа, реализующая модель и формирующую таблицу с результатами.
Результаты будут отображены в браузере с задержкой в несколько минут. Сначала, для контроля, выводятся начальные и граничные условия, материлы и свойства материалов, затем выводятся свойства формируемой сеточной области (граничные узлы, шаг по пространству и шаг по времени). И затем, с заданным шагом по времени выводятся узлы и соответствующие узлам значения температур и другие величины, характеризующие протекание процесса.

Ссылкой "Оценка результатов" - отображается список созданных таблиц, включающий название, дату модифицирования и размеры размеры файла. Файлы можно скачать или отправить на другой сервер для их количественной обработки

Ссылкой "Исследование диаграмм рассеячния" запускаются скрипты, обрабатывающие созданные таблицы и формирующие графики, отображающие особенности процесса затвердевания отливки. Визуализация данных позволяет литейщику увидеть особенности процесса теплообмена и затвердевания в традиционной форме.

Для ускоренного освоения среды создан обучающий ролик.Ролик размещен на https://vimeo.com/123502986.
Возможно небольшое отличие интерфейса, так как программное обеспечение постоянно совершенствуется.

Статья с математическим описанием модели размещена на http://mi.mathnet.ru/rus/sjim/v16/i4/p111

_

Самостоятельная установка среды для on-line моделирования.
===============================================
Рекомендуется после освоения работы с on-line средой на сервере http://directional-solidification.nn2000.info/ и для обеспечения конфиденциальности, для гарантированного сохранения исходных данных и при необходимости сравнительного анализа большого количества вариантов данных (в этом случае пользователь может самостоятельно определять инструменты для обработки данных) и при использовании уникального программного обеспечения для обработки данных.

Для создания среды используется unix-подобный сервер, на котором установлено следующее базовое программное обеспечение: менеджер файлов extplorer - для подготовки и корректировки исходных данных, компилятор с языка высокого уровняя gcc - для программной реализации модели затвердевания, программа gnuplot для построения графиков в автоматическом режиме.


Самостоятельная установка осуществляется копированием и конфигурированием предлагаемой среды на сервер. Для этого возможны 2 варианта
------------------------------------------------------------------------------------------
Вариант 1. В терминальном режиме. Этот вариант проще, надежнее и предпочтительнее.
Из домашнего раздела запустить на исполнение нижеследующие строки
wget http://directional-solidification.nn2000.info/archive/directional-solidification.bz2 - производится автоматическое копирование архива
tar -xpf directional-solidification.bz2 - производится извлечение всех данных из архива

Вариант2. С использование браузера.
Скопировать сжатый архив с удаленного сервера http://directional-solidification.nn2000.info/archive/directional-solidification.bz2 в домашнюю папку
Извлечь содержимое архива

Запуск на исполнение при помощи браузера
-----------------------------------------------------
1. Если на удаленном сервере - обратиться по соответствующему адресу типа http://name2.name1.ru
2. Если сервер установлен на локальном компьютере - обратиться по адресу типа http://192.168.1.1. Конкретный адрес назовет администратор

Запуск на исполнение через терминал
----------------------------------------------------
~/cgi-bin/_si.sh - осуществляется моделирование и формируются таблицы с результатами
~/cgi-bin/_gnuplot.sh - на основе таблиц формируются диаграммы, характеризующие особенности процесса теплообмена

Редактирование существующих данных и создание новых может быть осуществлено любым доступным текстовым редактором.


Марширов Виктор Викторович
vmarshirov@gmail.com