Примерные темы рефератов.

1. Основные понятия и допущения метода конечных элементов (МКЭ).

2. Универсальные и специализированные ПК. Структура пакета ПК ANSYS.

3. Сравнительный расчет ПК SСAD иANSYS

4. Этапы расчетов. Типы и классификация конечных элементов в ПК ANSYS.

5. Стартовый и протокольный файлы. Основы языка параметрического моделирования APDL. Макросы.

6. Особенности применения ANSYS Workbench.

7. Построение геометрии. Алгоритмы и параметры создания сетки (разбивка). Типы нагрузок и их ввод. Граничные условия и заданные перемещения.

8. Модули решения систем уравнений (солверы) в ПК ANSYS.

9. Многопроцессорные расчеты задач большой размерности.

10. Расчет напряженно-деформированного состояния ПК ANSYS.

11. Обработка и визуализация результатов (постпроцессинг).

12. Статическая, квазистатическая и динамическая постановки динамических задач. Принципы расчета форм и частот собственных колебаний.

13. Демпфирование. Преднапряжение. Вынужденные колебания. Гармонический анализ. Суперпозиция форм и прямые динамические расчеты. Принципы моделирования сейсмики.

14. Линейные расчеты на устойчивость. Общая и местная устойчивость.

15. Принципы нелинейного анализа. Нелинейное поведение и пластичность металлов.

16. Задачи с геометрической нелинейностью. Основные типы контакта.

17. Моделирование бетона и трещинообразования в ANSYS

18. Контактные задачи. Основные типы контакта и особенности расчетов

19. Модели грунтов в ANSYS. Особенности нелинейных расчетов грунтов

20. сравнительный расчет ПК PLAXISANSYS

21. Учет поэтапности возведения.

22. Моделирование сварки

23. Расчеты огнестойкости конструкций в ANSYS

24. Структура и возможности ПК ABAQUS

25. Сравнительный расчет ПК ABAQUSиANSYS

26. Нормативные подходы к расчетам ветровых воздействий на здания и сооружения

27. Испытания в аэродинамических трубах (АДТ). Конструкция и возможности АДТ МГСУ.

28. Экстремальные ветровые воздействия и смерчи.

29. Модели турбулентности.

30. Моделирование устройств гашения колебаний высотных зданий

31. Применение ANSYSCFXдля оценки ветроэнергетического потенциала территории

32. Применение ANSYSCFXдля расчета ветровых нагрузок на высотное здание

33. Применение ANSYSCFXдля анализа микроклимата в помещении

34. Применение ANSYSCFXдля расчета лопасти ветроэнергетической установки

35. Применение ANSYSFLUENTдля задачи о прорыве дамбы.

36. Моделирование водосброса с ANSYSFLUENT

37. Моделирование цунами и нагрузок от него

38. Моделирование аэроупругости моста.

39. Структура и возможности LS-DYNAиANSYSAUTODYN.

40. Бессеточные методы SPHиEFGи их применение к задачам безопасности АЭС.

41. Расчеты на прогрессирующее обрушение и контролируемый снос по явной схеме интегрирования уравнений динамики конструкций

42. Анализ опыта комплексного моделирования обрушения башен ВТЦ

43. Анализ опыта комплексного моделирования обрушения СОК “Трансвааль-Парк”

44. Моделирование удара самолета.

Перечень вопросов к зачету

1. Предмет дисциплины «математическое моделирование

2. Основы технологии математического и компьютерного моделирования применительно к анализу работы сооружений.

3. Статические и динамические задачи строительной механики в линейной и нелинейных постановках. Виды и модели нелинейного поведения конструкций и материалов.

4. Метод конечных элементов (МКЭ) и его суперэлементные модификации. Теоретические предпосылки МКЭ. Вариационный принцип. Метод Ритца.

5. Универсальные и специализированные ПК, реализующие МКЭ для решения задач анализа и синтеза строительных объектов: особенности, преимущества и недостатки.

6. Построение КЭ-моделей препроцессорными средствами универсальных и специализированных ПК.

7. Библиотеки конечных элементов. Функции формы и функции восполнения конечных элементов.

8. Прямые и итерационные решатели систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). Особенности решения задач линейной алгебры большой размерности при численном анализе сооружений.

9. Решение полной и частичной проблемы собственных значений. Теоретические основы и методы.

10. Численные методы динамического расчета линейно-упругих систем.

11. Представление и обработка результатов расчетов строительных объектов средствами постпроцессоров специализированных и универсальных ПК, критерии и нормативные оценки прочности и деформативности.

12. Решение задач теории поля (теплопроводность, фильтрация и т.п.) при определении нагрузок и воздействий на сооружения.

13. Стационарные и нестационарные задачи механики жидкости и газа

14. Современные численные методы решения задач механики жидкости и газа.

15. Модели турбулентности применительно к расчетам ветровых воздействий. Метод конечных объемов (МКО).

16. Программные комплексы вычислительной гидрогазодинамики. Основные возможности.

17. Методы анализа и синтеза в строительной механике. Постановки и вычислительные методы решения задач оптимизации строительных конструкций.

18. Поиск экстремумов функций и функционалов. Оптимизация

19. Понятие верификации модели.

20. Матрица жесткости и вектор нагрузки

21. Основные характеристики и особенности универсальной программной системы конечно-элементного анализа ANSYS.

Зачет проводится в устной форме в виде беседы по основным разделам дисциплины и защиты реферата, содержащего результаты решения конкретной задачи с использованием освоенного универсального программного комплекса или описание современных подходов к решению класса задач

5. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература:

№ п/п	Наименование дисциплины (модуля) в соответствии с учебным планом	Автор, название, место издания, издательство, год издания учебной и учебно-методической литературы	Количество экземпляров в библиотеке МГСУ	Число обучающихся, воспитанников, одновременно изучающих дисциплину
1	2	3	4	5
1.	Общие принципы математического моделирования в строительстве	Сидоров В.Н., Ахметов В.К. Математическое моделирование в строительстве М., АСВ, 2007.	-	25
2.	Общие принципы математического моделирования в строительстве	Золотов А.Б., Акимов П.А., Сидоров В.Н., Мозгалёва М.Л. Информатика в строительстве (с основами численного моделирования)– Москва, Издательство «Архитектура-С», 2010.		25
3.	Применение современных программных комплексов в строительстве	Басов К.А., ANSYS. Справочник пользователя М., ДМК Пресс, 2011	-	25
4.	Применение современных программных комплексов в строительстве	Морозов Е.М. и др. ANSYS в руках инженера. Механика разрушения М., Ленанд, 2010	-	25
5.	Применение современных программных комплексов в расчетах аэрогидродинамики и многодисциплинарных задачах	Варапаев, В.Н., Китайцева Е.Х. Математическое моделирование задач внутренней аэродинамики и теплообмена зданий. Совр. гуманит. акад. - М. : Изд-во СГА, 2008	5

б) дополнительная литература:

1. Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. М., Cтройиздат, 1982.

2. Гордеев В.Н., Лантух-Лященко А.И., Пашинский В.А., Перельмутер А.В., Пичугин С. Ф. Нагрузки и воздействия на здания и сооружения. М., АСВ, 2008.

3. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М., Мир, 1975.

4. Клаф Р., Пензиен Дж. Динамика сооружений. М., Стройиздат, 1979.

5. Перельмутер, Сливкер. Расчетные модели сооружений и возможности их анализа Киев, Сталь, 2009

6. Симиу Э., Сканлан Р. Воздействие ветра на здания и сооружения. М., Стройиздат, 1984.

7. Хечумов Р.А., Кепплер Х., Прокопьев В.И. Применение метода конечных элементов к расчету конструкций. М., Изд. АСВ, 1994.

8. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование – М., Физматлит, 2002

9. Золотов А.Б., Акимов П.А. Некоторые аналитико-численные методы решения краевых задач строительной механики. – М.: Издательство АСВ, 2004.

10. Золотов А.Б., Акимов П.А. Практические методы расчета строительных конструкций. Численно-аналитические методы. – М.: Издательство АСВ, 2006.

11. Каханер Д., Моулер К., Нэш С. Численные методы и программное обеспечение. — М: Мир, 1998.

12. Математическое моделирование. Под ред. Дж. Эндрюса, Р.Мак-Лоуна – М., Мир, 1979

в) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

• MicrosoftWindows(актуальная версия);

• Microsoft Office Professional (актуальная версия);

• ПК ABAQUS (актуальная версия);

• ПК ANSYSMechanical(актуальная версия);

• ПК ANSYSCFD(актуальная версия);

• ПК SCAD (актуальная версия);

• ПК LS-DYNA(актуальная версия);

• ПК ANSYSAUTODYN(актуальная версия);

• ПК ANSYS/CivilFEM(актуальная версия).

• Информационная система «Единое окно доступа к образовательным ресурсам» (http://window.edu.ru/).

• Сайт ansys.com

• Сайт dwg.ru