65-я Всероссийская научная конференция МФТИ

65-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ФАКТ - Секция вычислительной математики и математического моделирования

На секции рассматриваются работы, посвященные разработке высокоточных численных методов для решения прикладных задач газодинамики, сейсморазведки, геофизики, вычислительной медицины, аэрокосмического комплекса, освоения Арктики, безопасности транспорта, расчета новых композитных материалов.


Рабочий язык: русский, возможно представление докладов на английском языке

Формат проведения: онлайн


Дата проведения: 06 апреля 2023г., в 10:00 часов

  • Постановка граничных условий в модели коронарного кровотока

    В работе исследуются способы задания граничных условий с использованием Windkessel-model в моделировании коронарного кровотока. Выводы о применимости условий были сделаны на основе профилей давления в отдельных сосудах при заданных параметрах виртуальной аорты. 

  • Построение эффективной модели гидроразрыва пласта и кислотной обработки призабойной зоны в трещиноватых карбонатных коллекторах

    При разработке трещиноватых карбонатных коллекторов часто игнорируют механику ГРП в таких коллекторах и химические реакции при кислотной обработке призабойной зоны: разрушение, активацию трещин, нелинейный отклик породы на изменение давления, разъедание стенок трещин кислотой. Мы разработали эффективную модель интенсификации добычи в таких карбонатных коллекторах. Модель учитывает особенности взаимодействия трещин и скелета породы с флюидом за счёт механических и химических процессов.

  • Вывод закона изменения траектории движения пули при прохождении через преграду с помощью дифференциальных уравнений и интегралов.

    Вывод закона изменения траектории движения пули при прохождении через пластину с помощью дифференциальных уравнений и интегралов.Расчёт через выведенный закон глубину пробития пули снайперской винтовки Драгунова в керамику экструзионную износостокую.Моделирование траектории движения пули при прохождении через керамику с помощью математического пакета MATLAB.Сравнение результатов и подтверждение правильности выведенного закона.

  • Расчет фазового состава углеводородной смеси при капиллярном скачке.

    Данная работа посвящена изучению влияния капиллярного давления на фазовое равновесие между газовой и жидкой фазами, численному анализу вида фазовых диаграмм (ФД) газоконденсатной смеси при разных давлениях в фазах на основе уравнения Пенга-Робинсона, а также расчету состава фаз для заданной пористой среды с использованием капиллярных кривых.

  • Численное моделирование процессов в плазменных двигателях

    В работе рассмотрены течения плазмы в канале ускорителя в форме сопла, образованного двумя коаксиальными электродами. Плазма рассматривается как сплошная электропроводящая среда, поведение которой описывается в терминах МГД, при этом диссипативные эффекты пренебрегаются.

    В ходе исследования в терминах вычислительного эксперимента были получены зависимости макроскопических параметров ускоряемого плазменного потока для различных значений физических и геометрических характеристик задачи.

  • Об обращении сейсмических данных с помощью условных порождающих состязательных нейросетей.

    В работе рассматривается численный алгоритм повышения разрешения сейсмических изображений акустических сред с использованием порождающих состязательных нейросетей, обусловленных на сейсмограммы, полученные при моделировании распространения взрывного импульса сквозь среду. Качество работы алгоритма оценивается в сравнении с техникой инверсии сейсмических данных методом полного обращения волнового поля.

  • Численное моделирование разрушения композитных материалов с использованием критериев Хоффмана, Аззи-Цай-Хилла и LaRC03

    В работе рассмотрены три различных критерия разрушения: Хоффмана, Аззи-Цай-Хилла и LaRC03(2-D). Приведено сравнение с раннее смоделированными критериями: Друкера-Прагера, Хашина, Пака, Цая-Хилла и Цая-Ву, а также с натурным экспериментом.

  • Автоматизированная обработка зашумленных скважинных данных на основе профилирования по точкам излома

    Предварительная обработка зашумленных данных скважинного мониторинга перед их интерпретацией является важной задачей. Но с ростом объема данных это привело к необходимости автоматизации этого процесса. Было предложено использовать подход обнаружения точек излома для последующего построения профилей сигналов. В нашей работе мы разработали алгоритм автоматизированной обработки зашумленных данных, основанный на построении разрывных линейных профилей с использованием алгоритмов PRUTF и PELT. 

  • МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДЕФОРМИРУЕМОГО ГАЗОПРОНИЦАЕМОГО ФРАГМЕНТА ГРАНУЛИРОВАННОГО СЛОЯ С УДАРНОЙ ВОЛНОЙ В ТРЁХМЕРНОЙ ПОСТАНОВКЕ

    В работе приведена численная методика решения трехмерных задач динамического взаимодействия деформируемых тел и газовых сред в эйлеровых переменных на базе схемы Годунова повышенной точности для решения задач взаимодействия деформируемого газопроницаемого фрагмента гранулированного слоя с ударной волной. Соответствие результатов численного решения с известными экспериментальными результатами  свидетельствует об адекватности применяемых математических и численных моделей.

  • Вероятностный анализ множества решений некорректной обратной задачи

    В предыдущих работах мы исследовали конкретный пример коэффициентной обратной задачи и решали её вариационным методом. Ввиду некорректности задачи, мы получали целое множество решений, то есть локальных минимумов примерно одного уровня целевого функционала.

    В данной работе мы обсуждаем возможность описания этого множества решений с помощью вероятностного распределения и то, как данное описание может помочь при интерпретации измерений и принятии решений.

  • ML Approach to the reconstruction of Dyson-Schwinger equations in Geophysics

    This work proposes a combination of novel ML approaches to the inversion of PDE and analytical method to take into account stochastic properties of equations (medium in geophysics). By using machine learning to determine the correlation operator of Dyson-Schwinger equation form spatial-temporal data series, we aim to improve the accuracy and efficiency of geophysical analysis.

  • Математическое моделирование стационарных МГД-течений в узких каналах плазменных ускорителей

    В данной работе построена математическая модель и произведен расчет стационарных течений плотной горячей плазмы в коаксиальном канале плазменного ускорителя в присутствии продольного магнитного поля. Работа выполнена в квазиодномерном приближении без учета диссипативных эффектов.

  • Реализация алгоритмов синтеза изображения по радиолокационным данным Omega-K и PGA

    В настоящее время радиолокаторы представляют большой интерес для различных отраслей промышленности и науки. Значительным преимуществом работы радиолокатора по сравнению с оптическими приборами является его способность работать в любое время суток и при любых погодных условия. Но при радиолокационной съёмки исходная картина получается отличной от оптического изображения и требует предварительной обработки.

  • Исследование анизотропии сейсмических откликов от трещиноватых сред сеточно-характеристическим методом

    Рассмотрена задача исследования анизотропии сейсмических откликов от трещиноватых сред. Для описания поведения среды использовалась модель идеального изотропного линейно-упругого материала. Полученные при моделировании трещиноватого слоя волновые поля проанализированы. Выявлены закономерности, характерные для различных параметров трещиноватого слоя.

  • Многоуровневое численное прогнозирование эффективных упругих характеристик сотового заполнителя при различных температурах

    Работа посвящена численному прогнозированию эффективных упругих характеристик сотового заполнителя (СЗ), состоящего из слоя текстильного композиционного материала 5HS, образованного сатиновым переплетением углеродных нитей, пропитанных и связанных полимерной матрицей. Разработаны трехуровневые структурно-феноменологические модели СЗ, учитывающие особенности структуры, криволинейность упругой анизотропии нитей и изменение упругих характеристик матрицы в зависимости от температуры.

  • Mathematical modeling of nonlinear vibrations of an unbounded rope with a moving boundary

    Until now, the problems of longitudinal - transverse vibrations of objects with moving boundaries were solved mainly in a linear setting, the energy exchange through the moving boundary and the interaction between longitudinal and transverse vibrations were not taken into account. Real technical objects are much more complicated, for example, with an increase in the intensity of oscillations, the geometric nonlinearities of the object have a great influence on the oscillatory process. 

  • Реальная точность схем высокого порядка аппроксимации при сквозном счете ударно-волновых газодинамических течений в отсутствие нелинейной коррекции потоков

    Исследуется сеточная сходимость немонотонных схем высокого порядка аппроксимации, в которых не применяется нелинейная коррекция потоков. Рассматриваются две схемы 3-го порядка: схема Русанова и бикомпактная схема. Они тестируются на задаче Коши для 1D уравнений Эйлера. Ее решение представляет собой гладкую периодическую изоэнтропийную волну, превращающуюся в последовательность ударных волн. В отличие от аналогичной задачи для уравнений мелкой воды, обе схемы сходятся с 1-м порядком вместо 2-го.

  • Исследование фактического порядка аппроксимации сеточно-характеристического метода при различных методах интерполяции значений на характеристиках

    Исследован фактический порядок аппроксимации сеточно-характеристического метода в зависимости от используемого метода интерполяции в задаче распространения P - волны в твёрдом теле.

  • Эффективное численное моделирование кислотного гидроразрыва пласта и добычи в трещиноватых коллекторах

    Работа посвяещна численному моделированию кислотного гидроразрыва пласта (ГРП) и добычи в естественно-трещиноватых коллекторах. Рассматривается подход моделирования эффективной среды, в котором задача сводится к системе нелинейных анизотропных дифернциальных уравнений для численного решения которых используется конечно-разностный метод. Практическая польза работы в создании эффективного симулятора, который полевые инженеры могли бы использовать для проведения параметрических исследований пласта.

  • Решение задачи о ламинарно-турбулентном переходе методом Dynamic Mode Decomposition в сжимаемом и несжимаемом случае

    В работе рассматривается применение метода Dynamic Mode Decomposition к решению задачи о ламинарно-турбулентном переходе. Приводятся результаты для трёх тестовых случаев: плоская пластина в несжимаемом потоке, плоская пластина в сжимаемом потоке, профиль крыла NACA0012 в несжимаемом потоке.

  • Исследование влияния изменения температуры по длине скважины на динамику многофазного потока в стволе на этапе освоения

    В работе исследовано влияние температурной зависимости плотности газа и растворимости газа в нефти на процесс очистки скважины. Для моделирования очистки скважин использовался симулятор, который моделирует процессы переноса жидкостей и газа в скважине и околоскважной зоне пласта в изотермическом приближении. Практическая цель работы – добавить температурные зависимости параметров в модель симулятора.

  • О решении задачи мониторинга резервуарного давления скважины с помощью динамической инверсии

    В ходе работы был предложен нестационарный инверсионный подход для кусочно-линейной аппроксимации изменяющегося давления. Также рассмотрен вопрос об устойчивости решения и интервале решения обратной задачи. В результате был разработан метод устойчивого решения, позволяющий актуализировать искомые параметры в любой момент времени.

  • Разработка численного метода для количественной оценки характеристик скважины на основе распределенных акустических измерений

    Работа посвящена исследованию моделирования распространия акустических колебаний вдоль ствола скважины. Для моделирования используется преобразование Лапласа и метод переноса гидравлического импеданса. В работе исследуется влияние физических параметров трещины на волновую картину в стволе скважины, рассматривается метод решения обратной задачи, основанный на интерпретации волновой картины. Для фильтрации эксперементальных данных используется метод с применением гауссовской регрессии.

  • Применение сеточно-характеристического метода с использованием Химерных сеток для моделирования отклика от пор сложной формы

    В работе рассмотрен способ задания границ пор сложной формы в двумерном и трехмерном пространстве с использованием Химерных сеток и СХМ. Проведены расчеты для задачи отражения падающей волны от поры сложной формы.

  • Моделирование ударного взаимодействия части ледокола с ледовым полем

    В работе использован разрывный метод Галеркина для моделирования ударного взаимодействия модельной части кораболя с покоящимся ледовым полем. В результате были получены поля скоростей и напряжений, а также картины разрушений льда после удара.

  • Измерение упругих модулей материалов по данным о колебаниях пластин на вибрационном стенде.

    В данной работе проводится анализ и сравнение полученных в эксперименте амплитудно-частотных характеристик колебаний тонких пластин из стали и титана на вибростенде с построенной численной моделью: решаются уравнения линейной упругости в частотной области методом конечных элементов с применением элементов Морли. Исследуется возможность получения модулей Юнга и сдвига материала по данным из опытов на вибростенде.

  • Численное решение задач разрушения материала при многоцикловых нагрузках

    Работа посвящена численному исследованию задачи роста усталостных трещин нормального отрыва под воздействием многоцикловых нагрузок. Решается процесс разрушения квадратной титановой пластины с круглым отверстием в центре под действием циклической растягивающей нагрузки. Получены картины повреждения материала, напряжений в нем и смещений спустя определенное число циклов нагружения.

  • Применение одномерных сверточных нейронных сетей для уточнения аэродинамических расчётов по неполной сходимости на неструктурированных сетках с помощью заметающих кривых

    Представлен метод построения оператора перехода, позволяющего по результатам расчетов, проведенных с неполной сходимостью, получить поле течения как у расчетов, проведенных до достижения полной сходимости. Сведение задачи к одномерной постановке производится с помощью заметающих кривых. Эффективность и точность построенной суррогатных моделей показана на примере задачи дозвукового турбулентного обтекания профиля крыла.

  • Численное моделирование вязкой упругости для описания биологических тканей

    Обычно для моделирования вязкой упругости используется модель Максвелла, однако в рамках нее под действием нагрузки происходит быстрое первоначальное упругое растяжение.

    В реальных полимерах вязкоупругая деформация обычно происходит сразу же после приложения нагрузки. Поэтому более подходящей может оказаться модель Кельвина-Фойхта, которая рассматривалась в данной работе.

    Для сравнения этих двух моделей, рассматривалась задача распространения волн в вязкоупругих средах.

  • Численное моделирование сердечного выброса в состоянии с единственным функциональным желудочком с помощью точечной динамической модели

    Предметом исследования работы является врожденный порок сердца, характеризующийся наличием единственного функционального желудочка.
    Для моделирования выброса из такой сердечной мышцы используется точечная динамическая модель камер сердца, дополненная законом сохранения масс, аналогом закона Пуазейля и уравнением на динамику сердченых клапанов.
    Затем полученная жестая система дифференциальных уравнений решается численно, выполнен анализ полученных результатов.