Внимание! В период с 29.07.22 по 11.08.22 сервис будет находиться в режиме технического обслуживания. В этой связи может наблюдаться нестабильная работа. Приносим извинения за неудобства.
1
Доступно поисковых запросов: 1 из 2
Следующий пробный период начнётся: 17 августа 2022 в 12:02
Снять ограничение

ГОСТ Р 57700.17-2018

Численное моделирование физических процессов. Численное моделирование дозвуковых течений вязких жидкостей и газов. Валидация ПО
Недействующий стандарт
Проверено:  09.08.2022

Информация

Название Численное моделирование физических процессов. Численное моделирование дозвуковых течений вязких жидкостей и газов. Валидация ПО
Название английское Numerical modeling of physical processes. Numerical simulation of subsonic flows of viscous liquids and gases. Software validation
Дата актуализации текста 21.04.2018
Дата актуализации описания 01.01.2021
Дата издания 14.03.2018
Дата введения в действие 01.01.2019
Область и условия применения Настоящий стандарт определяет общие требования к валидации программного обеспечения компьютерного моделирования, применяемого для численного моделирования турбулентного дозвукового движения (течения) жидкости или газа. Дозвуковым называют течение жидкости в том случае, если ее скорость меньше скорости звука. Турбулентным называют течение, характеризующееся наличием стохастических пульсаций. Течение может сопровождаться переносом тепла, диффузией компонентов и химическими реакциями. В зависимости от рассматриваемого диапазона условий правильную картину течения можно получать в рамках моделей несжимаемой жидкости, слабо-сжимаемой жидкости или сжимаемой жидкости. Настоящий стандарт применим для валидации программного обеспечения компьютерного моделирования при проведении их сертификации
Опубликован Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2018 год
Утверждён в Росстандарт

Расположение в каталоге ГОСТ


ГОСТ Р 57700.17-2018

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Численное моделирование дозвуковых течений вязких жидкостей и газов.

Валидация ПО

Numerical modeling of physical processes. Numerical simulation of subsonic flows of viscous liquids and gases. Software validation



ОКС 35.020

Дата введения 2019-01-01

     

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом "Т-Сервисы" (ЗАО "Т-Сервисы")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 700 "Математическое моделирование и высокопроизводительные вычислительные технологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 февраля 2018 г. N 57-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение


Цель валидации программного обеспечения (ПО) компьютерного моделирования (КМ), предназначенного для численного моделирования дозвуковых турбулентных течений жидкости или газа, заключается в подтверждении возможности ПО КМ воспроизводить характеристики реального дозвукового течения жидкости или газа. Валидация такого ПО КМ осуществляется путем решения эталонных задач. Рекомендуемые эталонные задачи перечислены в данном стандарте.

     1 Область применения


Настоящий стандарт определяет общие требования к валидации программного обеспечения компьютерного моделирования, применяемого для численного моделирования турбулентного дозвукового движения (течения) жидкости или газа. Дозвуковым называют течение жидкости в том случае, если ее скорость меньше скорости звука. Турбулентным называют течение, характеризующееся наличием стохастических пульсаций. Течение может сопровождаться переносом тепла, диффузией компонентов и химическими реакциями. В зависимости от рассматриваемого диапазона условий правильную картину течения можно получать в рамках моделей несжимаемой жидкости, слабосжимаемой жидкости или сжимаемой жидкости.

Настоящий стандарт применим для валидации программного обеспечения компьютерного моделирования при проведении их сертификации.

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 57188 Численное моделирование физических процессов. Термины и определения

ГОСТ Р 57700.1 Численное моделирование для разработки и сдачи в эксплуатацию высокотехнологичных промышленных изделий. Сертификация программного обеспечения. Требования

ГОСТ Р 57700.4 Численное моделирование физических процессов. Термины и определения в области механики сплошных сред: гидромеханика, газовая динамика

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 57188, ГОСТ Р 57700.4-2017.

3.2 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

КМ - компьютерная модель;

ПО - программное обеспечение.

     4 Общие положения

4.1 ПО, предназначенное для численного моделирования дозвуковых турбулентных течений жидкости или газа, должно адекватно интегрировать по пространству и времени или только по пространству уравнения математической модели, описывающей турбулентное дозвуковое течение жидкости и газа.

4.2 Валидация ПО, предназначенного для численного моделирования турбулентных течений жидкости или газа, осуществляется путем решения эталонных задач и тестовых задач, представляющих интерес конечного потребителя ПО КМ.

4.3 Результатом решения эталонной задачи является определенный набор характеристик, относящийся к этой задаче. Отклонение численного результата от эталонного, выраженного в некоторой норме, называют погрешностью вычислений. Возможные источники погрешности (причины отклонения) следующие:

- несоответствие математической модели рассматриваемым процессам;

- погрешность в граничных условиях;

- погрешность аппроксимации дифференциальных уравнений разностными схемами;

- ошибки округления чисел в компьютере;

- погрешность самого эталонного результата, если он получен экспериментально.

4.4 Несоответствие математической модели рассматриваемым процессам

При упрощении математической модели или при незнании реальных физических процессов в среде точность описания моделью реального течения может быть снижена.

4.5 Погрешность в граничных условиях

Любое численное моделирование турбулентных течений производится в ограниченной области расчета, на границах которой задаются граничные условия. Эти условия не всегда точно соответствуют реальным условиям в соответствующих точках пространства. Например, в численной постановке на входе в расчетную область может задаваться постоянная скорость, тогда как в эксперименте имеет место некоторое распределение скорости по входному сечению. То же самое возможно и с другими характеристиками течения.

4.6 Погрешность аппроксимации дифференциальных уравнений разностными схемами

Дискретизация уравнений математической модели неизбежно вносит погрешность в результат моделирования. Теоретическому рассмотрению данного вопроса посвящено много работ, например [1], [2]. Эта погрешность зависит от используемого численного метода и используемой конечно-разностной схемы.

4.7 Ошибки округления чисел в компьютере

Как правило, это не вносит значимой погрешности в результат моделирования, если численный метод интегрирования дифференциальных уравнений устойчив. В противном случае погрешность округления "накапливается", и это может приводить к неустойчивости решения.

4.8 Погрешность самого эталонного результата, если он получен экспериментально

Данный тип погрешности определяется согласно стандартным методикам определения ошибки эксперимента.

     5 Требования к валидации ПО

5.1 Цель валидации ПО КМ, предназначенного для численного моделирования турбулентных течений жидкости или газа, заключается в подтверждении возможности ПО воспроизводить определенные особенности течения с определенной точностью, удовлетворяющей потребности конечного пользователя при решении им задач турбулентного дозвукового течения жидкости и газа.

5.2 Точность соответствия результатов решения и эталона не стандартизуется, но определяется потребностями конкретного потребителя данного ПО КМ.

5.3 Валидация применяется для:

- сертификации ПО КМ;

- проверки соответствия ПО КМ стандартам организации по использованию ПО КМ;

- анализа области применимости ПО КМ конечным пользователем для решения задач о турбулентном течении;

- анализа области применимости и создания документации ПО КМ разработчиком данного ПО КМ.

5.4 Валидационные задачи основаны на эталонных данных, полученных экспериментальным путем.

5.5 Требования к валидационным тестам и к процедуре валидации:

а) валидационные тесты для ПО КМ, предназначенного для моделирования турбулентных течений должны:

1) быть неоднократно проверены научным сообществом;

2) сопровождаться подробным описанием, обеспечивающим воспроизводимость и повторяемость процедуры получения валидационных данных;

3) соотноситься с целями и задачами применения ПО КМ для моделирования турбулентных течений конечным пользователем;

б) детальное описание процедуры валидации должно быть утверждено заинтересованной стороной и передано стороне, выполняющей валидацию;

в) процедура валидации может быть описана согласно стандарту ГОСТ Р 57700.1.

     6 Рекомендуемые эталоны для проведения валидации ПО

     6.1 Течение в 180-градусном повороте в трубе квадратного сечения [3]-[5]

6.1.1 Расчетная область

180° - поворотный участок трубы, гладко сопряженный с прямыми входным и выходным участками, все квадратного поперечного сечения размером 88,9х88,9 мм. Радиус поворота трубы (вдоль центральной линии) (см. рисунок 1).

    
Рисунок 1 - Схема расчетной области течения в 180-градусном повороте в трубе квадратного сечения

6.1.2 Параметры течения

Воздух с кинематической вязкостью: 1,72х10 м/с.

Средняя скорость на входе: 11 м/с.

Входное число Рейнольдса: 56690.

6.1.3 Условия на входе

Развитое турбулентное течение в прямой трубе квадратного сечения.

6.1.4 Результаты измерений

Ниже для пяти сечений в поворотном колене (соответствующим значениям 0, , , и ) представлены распределения трех компонент средней скорости и трех нормальных компонент тензора напряжений Рейнольдса. Координаты в поперечном сечении , - ( ортогональна плоскости поворота), - координата вдоль потока (см. рисунки 2-11).

     
Рисунок 2 - Три компоненты скорости в сечении 0


     
Рисунок 3 - Нормальные компоненты напряжений Рейнольдса в сечении 0


     
Рисунок 4 - Три компоненты скорости в сечении


     
Рисунок 5 - Нормальные компоненты напряжений Рейнольдса в сечении


     
Рисунок 6 - Три компоненты скорости в сечении

     
Рисунок 7 - Нормальные компоненты напряжений Рейнольдса в сечении


     
Рисунок 8 - Три компоненты скорости в сечении


     
Рисунок 9 - Нормальные компоненты напряжений Рейнольдса в сечении


    
Рисунок 10 - Три компоненты скорости в сечении

    
Рисунок 11 - Нормальные компоненты напряжений Рейнольдса в сечении

     6.2 Течение Куэтта (рисунок 12) с неподвижной волнистой стенкой [6]-[9]


    
Рисунок 12 - Схема течения Куэтта с неподвижной волнистой стенкой

6.2.1 Расчетная область

Нижняя стенка канала движется с постоянной скоростью , волнистая верхняя стенка неподвижна. Длина канала (одного периода волнистости стенки) 1,4 м, средняя высота канала 15 мм. Форма волнистой стенки задается формулой , 4,5 мм.

6.2.2 Параметры течения

Закупки не найдены
Свободные
Р
Заблокированные
Р
Роль в компании Пользователь

Для продолжения необходимо войти в систему

После входа Вам также будет доступно:
  • Автоматическая проверка недействующих стандартов в закупке
  • Создание шаблона поиска
  • Добавление закупок в Избранное