Witaj, nieznajomy!
Wygląda na to, że jesteś tutaj nowy. Jeśli chcesz wziąć udział, należy kliknąć jeden z tych przycisków!
krytyka metody prof. Biniendy
Merytoryczna krytyka analizy z Akron.
http://mm.salon24.pl.s3.amazonaws.com/28/56/2856c4b8b65b62e615f6e83f3eeea10f,2,0.png
Dwa obozy spierają się o wynioski i
wynki analizy Biniende. W dyskusji uwaga głównie skupiona jest na
jakości odwzorowania konstrukcji lub parametrach materiału. Poniżej
wykaże, że metoda obliczeń zastawano prze Biniende ma fundamentalne
błędy, które prowadzą do nierzeczywistych wyników, bez względu na to jak
dokładnie modelowany jest skrzydło, drzewo lub z jaką dokładnością
znane są parametry materiału. Innymi słowy, fundamentalnie metoda jest
zła i nie powinna być stosowana do modelowania problemów pękania
materiału takiego jak drewno.
Uwagę skupiam na jednym z zagadnieniu,
tzn. modelowaniu zniszczenia drzewa za pomocą metody erozji elementów.
Wykazanie błędu w tym elemencie algorytmu jest warunkiem wystarczającym
do wykazania całościowej niepoprawności wyników. Pomijam inne problemy
natury fizycznej i numerycznej, uważam że niepotrzebnie rozproszą uwagę
czytelnika. Jednak w przypadku gdyby ukazał się raport lub publikacja
naukowa, wszystkie elementy modelu powinny poddane być dalszej
szczegółowej krytyce.
W podejściu zastosowanym przez Biniende
zastosowano normę dewiatora odkształceń jako kryterium erozji elementu
skończonych. Historycznie metoda ta została wprowadzona do LS-DYNA by
umożliwić obliczenia w przypadku gdy elementy skończone ulegają dużej
dystorsji w wyniku odkształceń plastycznych. Współcześnie zalecane jest
stosowanie, jeżeli to tylko możliwe, podejścia opartego na dowolnym
opisie Lagranżowsko-Eulerowskim, które eliminuje problem dystorsji
elementów skończonych. Ze względu na prostotę podejścia na początku lat
90 zaczętą ją stosować do modelowania zniszczenia, szybko jednak
pojawiła się duża liczbę opracowań naukowych prezentujących ułomność
tergo podejścia (dla hasła "mesh dependency damage" google podaje 793000
tyś. odwołań).
Pomijam w tym punkcie szereg innych
problemów natury numerycznej mogących mieć znaczący wpływ na końcowy
wynik, chociażby kompletny brak analizy zbieżności rozwiązania. Nadal
otwartym problemem naukowym jest miara wytężenia drewna, przejęcie w
obliczeniach normy dewiatora odkształceń jest arbitralne i nie ma
dobrego uzasadnienia, poza prostotą.
Skupiając uwagę na zastosowanej przez
Biniende metodzie można zauważyć że, po pierwsze metoda erozji elementów
nie zachowuje masy, pędu i energii w układzie, łamiąc fundamentalne
prawa mechaniki. Po drugie, algorytm wymaga regularyzacji i w senie
matematycznym problem jest źle postawiony (istnieje ogromna liczba
publikacji na ten temat). W rezultacie ustanowiona granica przy której
usuwane są elementy nie może być uznana za parametr fizyczny materiału a
jest parametrem modelu, tzn. zależy od własności materiału i warunków
brzegowych/początkowych. W szczególnych przypadkach zdarza się, że ten
parametr modelu można dobrać w taki sposób by numerycznie odtworzyć
eksperyment. Ale nie można go z góry wyznaczyć, zbadać, by przewidzieć
jaka będzie odpowiedź eksperymentu. Podsumowując, taki model nie ma
zdolności predykcyjnych i powinien być stosowany wyłącznie gdy jest
weryfikowany przez eksperyment, który bezpośrednio jest modelowany. Mimo
tych ograniczeń, metoda stanowi potężne narzędzie w rękach inżyniera,
wymaga jedynie świadomego użytkownika.
Argumentacja Biniendy opiera się na
podstawowym złożeniu, że jego model jest fizyczny. Taka argumentacja i
późniejsze wnioski oparte są niesłusznym założeniu o fizyczności modelu
opartego na uniwersalnych prawach fizyki, gdy w rzeczywistości model ten
prawa fizyki narusza. Bininda podkreślając zalety swojego modelu
odwołuje się do matematyki, gdy w rzeczywistości w sensie matematycznym
jego problem jest źle postawiony [Rice, 1976 (ponda 1000 cytowań), De
Borst (199?) ].
Poniżej przedstawiam przykład do jakich
niezgodności modelu z doświadczeniem prowadzi metoda erozji elementów.
Do testu numerycznego został wybrany klasyczny eksperyment z 3
otworami. Parametry materiału i gematrie zostały przyjęte jak w
artykule [http://dx.doi.org/10.1016/0013-7944(95)00247-2]. Z uwagi na
to, że skupiamy się tutaj na metodologii, rozważany materiał nie ma
tutaj znaczenia.
W analizie użyto czworościenne elementy
wyższych rzędów z hierarchiczną aproksymacją przemieszczeń. Obliczenia
referencyjne, z właściwą ścieżką rysy zostały wykonane za pomocą metody
prezentowanej w artykule [http://dx.doi.org/10.1016/j.cma.2008.12.028].
Należy podkreślić, że miara wytężenia
materiału oparta na dewiatorze odkształceń nie jest właściwą dla
eksperymentu z [http://dx.doi.org/10.1016/0013-7944(95)00247-2].
Stosowana jest tutaj ponieważ jest prostym przeniesieniem miary
zastosowanej przez Biniende. W tym przypadku, ponieważ jest to
izotropowa miara wytężenia dla izotropowego materiału, w przypadku
modelu z Arkon jest ona naiwnie stosowana w przypadku ortotropowego materiału jak drewno.
Weryfikując wyniki otrzymane metodą z
Akron, zauważymy nierealistyczną propagację rysy, zobacz rys. 1,
całkowicie niezgodną z eksperymentem. Mimo inicjacji rysy, pękanie
propaguje się ze środkowego otworu a końcowy wynik jest niezgodny z
rzeczywistym. Otrzymane wyniki sprawiają jednak iluzie, że są poprawne.
Wyniki mogły by ulec lekkiej poprawie w
przypadku mocnego zagęszczenia siatki, ale niepożądana zależność ścieżki
od siatki pozostanie. Innymi słowy, takie podejście w ogólnym przypadku
nie umożliwia obiektywnego odtworzenia eksperymentu lub predykcji
zachowania konstrukcji. W przypadku skomplikowanych konstrukcji
obciążonych dynamicznie niezgodności modelu z rzeczywistością na ogół są
jeszcze większe.
Dla kompletności wywodu, na rys. 2 i 3
przedstawiam poprawne wyniki symulacji numerycznej z wykorzystaniem
współczesnych metod. Każda metoda numeryczna wymaga analizy zbieżności,
rys. 4 przedstawia zmianę energii sprężystej dla różnych gęstości
siatki. Proszę zauważyć, że wraz z zagęszczaniem siatki wyniki nie
ulegają istotnej zmianie, tzn. rozwiązanie się zbiega. Dodam, że dla
metody erozji elementówm rozwiązanie się nigdy nie zbiegnie, nawet dla
nierealistycznie gęstych siatek.
Podsumowując, metoda erozji elementów
dla materiał izotropowego dla klasycznego eksperymentu tarczy z trzema
otworami daje niepoprawne wyniki. W bardziej złożonych przypadkach
(dynamiczne obciążenie i anizotropowy materiał jak drewno) jest naiwnie
zakładać, że metoda zastawana przez zespół z Arkon da poprawne wyniki.
Powyższa argumentacja jest tylko wstępem
do pełnej krytyki, jest otwartym pytaniami czy szczegółową krytyka ma
sens dopóki podstawowe błędy nie zostaną wyjaśnione przez zespól
Biniendy, w co wątpię.
http://zenon8228.salon24.pl/421410,merytoryczna-krytyka-analizy-z-akron
Komentarz
Domyślam się, że to efekt "panelu" polskich wybitnych specjalistów, którzy spotkali się w poniedziałek w Kazimierzu Dolnym. Teraz wpompowują swoje gnioty w internet, żeby przykryć Biniendę.
Słaba strona tej metody polega na tym, że Binienda potrafił mówić o skomplikowanych sprawach prostym językiem i dotarł do wielu odbiorców. A ten naukowy bełkot kto zrozumie?
na pewno są lepsze, choćby Artymowicz, który zdaje się chwalił się (z linkami) lepszą cytowalnością
Ale bzdety. Najpierw autor pisze, że modelu się nie będzie czepiał, bo nie będzie odwracał uwagi od błędnej metody symulacji obliczeń spękań. Sugeruje, że już się takiej metody nie używa, że są lepsze. A jak już ma wyjaśnić co konkretnie złego jest w tej metodzie, to pisze " algorytm wymaga regularyzacji i w senie matematycznym problem jest źle postawiony (istnieje ogromna liczba
publikacji na ten temat)" - żadnego wyjaśnienia co jest złe, równań, czegokolwiek i tekst o ogromnej liczbie publikacji na ten temat bez żadnych referencji - śmiechowe. Dalej czepia się modelu (chociaż obiecywał, że nie będzie), ale znowu czytelnik chcący się dowiedzieć o co chodzi spotka się z podobną enigmatycznością, jakimiś sloganami.
Dalej chyba najweselsza część, czyli "poprawne wyniki symulacji" (tylko co to są poprawne wyniki symulacji - pojęcie w badaniach nie używane, można mówić o wielkości odstępstwa od eksperymantu) . Co więcej, są to poprawne wyniki "z wykorzystaniem współczesnych metod". Znowu bez żadnych wyjaśnień: jakiich metod, z jakimi parametrami i jak zaimplementowanych?, Znowu bez żadnych odniesień do literatury. Takie jedno zdanie "przedstawiam poprawne wyniki symulacji numerycznej z wykorzystaniem współczesnych metod" bez dalszych wyjasnień, już mówi bardzo wiele o autorze i dyskredytuje cały jego wywód, w którym miał pokazać, że są lepsze metody symulacji, a przynajmniej, że ta jest zła. Ani jednego ani drugiego nie udowodnił.
To nie jest żadny naukowiec, a napewno nie taki, który naukowo publikuje. W życiu by nie przyjęto takich tekstów do publikacji w literaturze naukowej, klasyczny facepalm. Moim zdaniem ten pijarowy tekst miał wyglądać jak naukowy, ale nie wygląda.
-------------------------------------
@daana
argumentacji to proszę to pokazać. Moje dokonania zawodowe są tutaj bez
znaczenia, w dyskusji czysto naukowej nie ma autorytetów. Wszyscy wielcy
się mylili, włącznie z Newtonem i Eisensteinem (słynna stała dodana do
modelu kosmologicznego by pasowała do ówczesnych Einsteinowi przekonań o
stateczności wszechświata).
To co napisałem jest prawdą, bez względu kim jestem i co robie. A ja tylko szanuje swoją prywatność.
ZENON8228
116 | 29.05.2012 13:42
a poważnie, to markę Biniendy znamy jedynie z mediów, trzebaby go z kimś zajmującym się symulacjami porównać
co do teatrologa i zootechnika to patrz wpis wyżej
po pierwsze wszystko rozpoczął Jan Osiecki
po drugie Biniendy w Kazimierzu nie było