Wave technologies in the tasks of setting upa ground-based civil defense protective structureduring shock, explosive and seismic impacts
DOI:
https://doi.org/10.48612/dnitii/2025_57_48-58Keywords:
Civil defense for peaceful purposes, natural and technosphere safety, protective structure, contour voltage, load-bearing capacity, a set of programs by Musayev V. K.Abstract
This study provides information on computer modeling of non-stationary transient waves in a ground-based civil defense protective structure during shock, explosive and seismic impacts. To study, determine and evaluate transient wave processes, a special methodology, algorithm and computational software package have been developed by Musayev V.K. This complex allows you to obtain displacements, displacement velocities, accelerations, stresses and deformations in deformable bodies of complex shape during non-stationary wave processes. When creating the software package, the algorithmic language Fortran-90 was used. The study area was divided into finite elements of the first order according to spatial and temporal variables. Using mathematical modeling, a system with an infinite number of unknowns was reduced to a system with a finite number of unknowns. To assess the reliability and accuracy of the developed software package, the problems of the effect of non-stationary stress waves on various geo objects were solved. The results of the stress state showed qualitative and quantitative agreement with the real data.
References
1. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. Москва: Мир, 1975. 543 с.
2. Musayev V.K. Testing of stressed state in the structure-base system under non-stationary dynamic effects // Proceedings of the second International conference on recent advances in geotechnical earthquake engineering and soil dynamics. – Sent-Louis: University of Missouri-Rolla, 1991. V. 3. P. 87 – 97.
3. Тимошенко С.П., Гудьер Д. Теория упругости. Москва: Наука, 1975. 576 с.
4. Мусаев В.К. О моделировании сейсмической волны параллельной свободной поверхности упругой полуплоскости // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2009. № 4. С. 61 – 64.
5. Кукуджанов В.Н., Кузнецов С.В., Гришин А.С., Левитин А.Л. Исследование распространения ударных волн в упругом слое и призматическом стержне // Вестник НИЦ строительство. Исследования по теории сооружений. 2011. № 3–4. С. 35 – 42.
6. Кузнецов С.В., Нафасов А.Э. Моделирование распространения сейсмических волн и их взаимодействия с горизонтальными сейсмическими барьерами // Вестник НИЦ строительство. Исследования по теории сооружений. 2011. № 3–4. С. 43 – 54.
7. Musayev V.K. Estimation of accuracy of the results of numerical simulation of unsteady wave of the stress in deformable objects of complex shape // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2015. Volume 11, Issue 1. P. 135 – 146.
8. Мусаев В.К. Применение волновой теории сейсмического воздействия для моделирования упругих напряжений в Курпсайской плотине с грунтовым основанием при незаполненном водохранилище // Геология и геофизика Юга России. 2017. № 2. С. 98 – 105.
9. Спиридонов В.П. Определение некоторых закономерностей волнового напряженного состояния в геообъектах с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Современные наукоемкие технологии. 2015. № 12-5. С. 832 – 835.
10. Дикова Е.В. Достоверность численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. при решении задачи о распространении плоских продольных упругих волн (восходящая часть – линейная, нисходящая часть – четверть круга) в полуплоскости // Международный журнал экспериментального образования. 2016. № 12-3. С. 354 – 357.
11. Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Куранцов В.А., Мусаева С.В., Кулагина Н.В. Оценка точности и достоверности моделирования плоских нестационарных упругих волн напряжений (треугольный импульс) в полуплоскости с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Проблемы управления безопасностью сложных систем. Материалы XXIV Международной конференции. Москва: РГГУ. 2016. С. 352 – 355.
12. Стародубцев В.В., Акатьев С.В., Мусаев А.В., Шиянов С.М., Куранцов О.В. Моделирование упругих волн в виде импульсного воздействия (восходящая часть – четверть круга, нисходящая часть - четверть круга) в полуплоскости с помощью численного метода Мусаева В.К. // Проблемы безопасности российского общества. 2017. № 1. С. 36 – 40.
13. Стародубцев В.В., Акатьев С.В., Мусаев А.В., Шиянов С.М., Куранцов О.В. Моделирование с помощью численного метода Мусаева В.К. нестационарных упругих волн в виде импульсного воздействия (восходящая часть - четверть круга, средняя - горизонтальная, нисходящая часть - линейная) в сплошной деформируемой среде // Проблемы безопасности российского общества. 2017. № 1. С. 63 – 68.
14. Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Дикова Е.В., Крылов А.И. Моделирование достоверности и точности импульсного воздействия в упругой полуплоскости с помощью численного метода, алгоритма и комплекса программ Мусаева В.К. // Информационно-телекоммуникационные технологии и математическое моделирование высокотехнологичных систем. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. Москва: РУДН. 2017. С. 339 – 341.
15. Куранцов В.А., Стародубцев В.В., Мусаев А.В., Самойлов С.Н., Кузнецов М.Е. Моделирование импульса (первая ветвь: восходящая часть - четверть круга, нисходящая часть - линейная; вторая ветвь: треугольник) в упругой полуплоскости с помощью численного метода Мусаева В.К. // Проблемы безопасности российского общества. 2017. № 2. С. 51 – 55.
16. Belostotsky A.M., Akimov P.A., Dmitriev D.S. About methods of seismic analysis of underground structures // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2018. Volume 14, Issue 3. P. 14 – 25.
17. Belostotsky A.M., Potapenko A.L. Akimov P.A. Universial software system «STADTO» for the numerical solution of linear and nonline problems of the field theory, statics, stability and dynamics of spatial combined systems: general parameters and superelemental featerus // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2018. Volume 14, Issue 3. P. 26 – 41.
18. Bratov V.A., Ilyashenko A.V., Kuznetsov S.V., Lin T.-K., Morozov N.F. Homogeneous horizontal and vertical seismic barriers: Mathematical foundation and dimensional analysis // Materials Physics and Mechanics. 2019. 44 (2020). P. 61 – 65.
19. Морозов Н.Ф., Братков В.А., Кузнецов С.В. Сейсмические барьеры для защиты от поверхностных и головных волн: множественные рассеиватели и метаматериалы // Известия российской академии наук. Механика твердого тела. № 6. 2021. С. 33 – 44.
20. Мусаев В.К. Математическое моделирование нестационарных волн напряжений в деформируемых телах при ударных, взрывных и сейсмических воздействиях. Москва: Российский университет транспорта, 2021. 629 с. ISBN 978-5-7473-1067-4.
21. Musayev V.K. Computer simulation of unsteady elastic stress waves in a console and a ten-storey building under fundamental influence in the form of a Heaviside function // RENSIT: Radioelectronics. Nanosystems. Information technologies. 2022. 14(2):187 – 196.
22. Musayev V.K. Modeling of seismic waves stresses in a half-plane with a vertical cavity filled with water (the ratio of width to height is one to ten) // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022. Volume 18, Issue 3. P. 114 – 125.
23. Musayev V.K. Mathematical Modeling of Stresses Under Unsteady Wave Action in Geo-Objects // Power Technology and Engineering. 2023. 57(3). P. 351 – 364.
24. Мусаев В.К. Моделирование напряженного состояния десятиэтажного здания (полное разрушение перекрытия первого этажа) при внешнем ударном воздействии на поверхности полуплоскости // Системные технологии. 2024. № 1 (50). С. 61 – 74.
25. Musayev V.K. Mathematical Modeling of Explosive and Seismic Impacts on an Underground Structure // Power Technology and Engineering. 2024. 57(6). P. 875 – 881.
26. Мусаев В.К. Математическое моделирование внешнего сосредоточенного взрывного воздействия на десятиэтажное здание при полном разрушении перекрытия (первый этаж) // Системные технологии. 2023. № 4 (49). С. 6 – 16.
27. Курбанмагомедов А.К. Рост трещины при термомеханическом нагружении. Москва: Наука, 2024. 146 c.
