Мода на «комп» ютерний аналіз»

Мода на «комп'ютерний анализ»

Дмитрий Назаров Появлению більшості нові іноземні конструкцій (автомобілів, літаків, мостів, ракет, мостів, будинків та т.д.) ми маємо програмам конечно-элементного аналізу [1]. Ринок, разогреваемый рекламою софтверних компаній, змушує використовувати програми аналізу, найчастіше даючи можливості вітчизняним проектувальникам реально подивитись їхньої можливості. Міфи про достовірності розрахунків програм конечно-элементного аналізу мимоволі змушують обдумати необхідність академій, університетів, НДІ тощо., адже рівень знань, необхідні отрисовки моделі, потрібно незначний, а гарні різнобарвні картинки, які мають результати розрахунків настільки вражаюче! Однак не забувати, що критерієм вірності кожного з результатів розрахунків був і залишається фізичний експеримент. Результати підрахунків надають лише лише підсумок моделювання реальної конструкції. Від успішності моделі і математичного апарату, що реалізовуватиме модель, залежить відповідність результатів розрахунку експериментальної перевірки [2]. Йтиметься про принципових помилках, похибки яких становлять не 5…10%, а 100% і более.

При створенні, програма аналізу проходить три этапа:

1) фізична модель;

2) математична модель (алгоритм);

3) чисельна реалізація (программа).

На кожному з етапів можливі помилки. Але якщо створення алгоритму чи тексту програми досить налагоджений механізм, то створення фізичної моделі належить до області наукових гіпотез. Зазначимо, що наукові помилки властиві кожній людині, це нормальний розвиток процесу пізнання. Проте адже раніше досягнення вчених не носили грандіозного впливу у цілому, то сьогодні це дуже небезпечно. Якщо, з погляду безпеки, уявлення землі (планета, центр всесвіту, тарілка) перестав бути катастрофічним, то інші помилки учених можуть дорого обійтися людству. Наприклад, до практичного використання реакції ядерного розпаду физики-ядерщики просто більше не знали про шкоду радіації, але перше масове застосування досягнень (Хіросіма і Нагасакі) чітко показало, наскільки радіація небезпечна для людини. Почни фізики з ядерних електростанцій, людство довго не дізналося б про шкоду радіації. Досягнення хіміків початку уже минулого століття — наймогутніший пестицид ДДТ який досить довго вважався абсолютно безпечним для человека.

Обязанность будь-якого вченого (яке зіштовхнеться з подібними помилками) запобігти катастрофи. Наведемо висловлювання українського вченого А. Диченко: «Те, що зараз закладається до програм, управляючі окремими комп’ютерами і спеціалізованими обчислювальними комплексами, можуть призвести як до новим Боингам, Шатлам, Чернобылям, „проблемам 2000“. Вважаю, що час, і не можна прогаяти, коли слід почати широку відкриту дискусію по таким, начебто, вузькоспеціальним питанням, які у умовах застосування потужних сучасних технологій, широкого тиражування і бездумного використання хибних програмних продуктів можуть придбати вагоме загальнолюдське значение».

Да, багато компанії-продавці боротимуться за «шматок пирога», адже вартість пакета конечно-элементного аналізу перевищує кілька тисяч (інколи ж десятки тисяч) доларів. Мабуть, що допомоги громадськості, навіть група учених не зможе протистояти «замовчуванню» проблеми, особливо, враховуючи методи боротьби «цивілізованого» вітчизняного ринку. Будь-який учений, розуміє як висока ціна помилки, зобов’язаний надати вагомі докази моєму переконанню. Теоретичне доказ неможливості рішення лише на рівні фізичної моделі був представлений на міжнародній науково-практичній конференції «Автоматизація і інформатизація машинобудування 2000» [3]. Пояснення помилок в математичну модель представлено в [4]. Усім властиво помилятися та наявність публікацій може бути незаперечним доказом. Основним критерієм може служити тільки эксперимент.

Итак, експеримент. Крім журнальних публікацій [5], вже півтора року і тисячам фахівців і сотням компаній відомі чотири тестові завдання [6]. Для недосвідченого читача пояснимо: до розрахунку літаки чи автомобіля потрібно використовувати понад сто тисяч елементів, У першій завданню елементів усього дві, у другий — три, у третій — чотири, от у четвертій — п’ять! Завдання представляють тести різних помилок, як і теорії, і математичної реалізації методу кінцевих елементів. З погляду аналізу перше завдання — сама пересічна конструкція що складається з простих элементов.

За півтора року тюремного був представлено жодного рішення! Хоча «поганих» листів надійшло понад сотню. Завдання обговорювалися в: fido7.ru.acad, групах розсилки серверу internet xANSYS algor-users, marc-users, — завжди починаючись і закінчуючи лайкою на адресу автора завдань. Всіляко протидіючи можливості обговорення компанії-продавці, подібно кравців з казки Андерсена «Голий король», намагаються присоромити користувачів у тому низьку кваліфікацію. Проте нагадаємо, компанії самі досі не надали рішення! Більше того, з безліччю графіків і схем у пресі був представлений рішення лише однієї з чотирьох завдань [7] - неправильне. Помилки, при уважному розгляді статті, стають зрозумілими навіть студентові другого курсу технічного Вузу, які аналіз дали ще у листопаді 1999 в fido7.ru.acad і буде опубліковано (мабуть) в № 6. Цікавий факт: одного з співавторів вищезгаданої статті про конкретних помилках рішення було відзначене що у жовтні минулого року її, проте, додавши співавторів, він статтю! Інші неправильні рішення було представлені у власній листуванні, зрозуміло, без дозволу до засланні і відстежуючи публікації із боку компаній. Пропозиції щодо запрошенні (з допомогою автора) кожну з наукових конференцій з участю представників компаній завжди чи відхилялося чи ігнорувалося, очевидно, для компаній надприбутки важливіше життя людей! Висновок очевидний, для конструкцій з 2-х, 3-х, 4-х, 5-и елементів правильний результат досягнуто не отримано, то використовувати такі програми для реального проектування конструкцій неможливо, більше — небезпечно. За помилкою в розрахунку обов’язково йдуть катастрофы!

Разумеется, проблеми конечно-элементного аналіз вимагають як наукового обговорення, і громадської уваги. Можливо, сьогодні цей проблема актуальна для людства щонайменше за проблему СНІДу, т.к. результати конечно-элементного аналіз безпосередньо йдуть на виготовлення ракет, літаків, кораблів, автомобілів, мостів, ангарів тощо., причому без експериментальної перевірки, що веде до неминучим катастроф. Катастроф, причинами яких вважаються прогорілі прокладки, незакрученные болти, погані фільтри тощо., а перевірки розрахунків проводяться тих-таки програмах, які принципово не можуть призвести до правильної результату. Сподіватимемося, що у основі викладеного матеріалу читачі переконаються — нині метод кінцевих елементів не застосуємо на вирішення реальних завдань. Також будемо сподіватися, що громадськість змусить звернути увагу до цієї проблеми сучасних вчених і обмежити область безвідповідального застосування таких программ.

Список литературы

Назаров Д. Огляд сучасних програм конечно-элементного аналізу // САПР і складення графіка. — 2000, № 2.

Назаров Д. Геометрично нелінійний аналіз в методі кінцевих елементів, реальності й міфи // Проблеми динаміки, міці й зносостійкості машин. — 2000, № 6, чи internet.

Назаров Д.І. «Деякі особливості геометрически-нелинейных завдань» (див. internet.

Назаров Д. «Аналіз основних помилок методу кінцевих елементів» на сервері «CAD user from exUSSR «internet розділ «Огляди».

Назаров Д.І. Сучасне стан геометрично нелінійного конечно-элементного аналізу конструкций//Информационные та соціально-економічні аспекти створення сучасних технологій. — 1999, № 3.

Архивы xANSYS, algor-users, marc-users серверу розсилки internet чи сервер «CAD user from exUSSR «internet розділ «Огляди», чи архіви news: sci.engr.analysis, news: sci.engr.mech, news: fido7.ru.acad, news: fido7.ru.space.

Данилин А., Зуєв М., Снеговский Д., Шалашилин У. Про використання методу кінцевих елементів під час вирішення геометрично нелінійних завдань // САПР і складення графіка. — 2000, № 4.