Role simulací při řešení ochrany občanů a infrastruktury
SVS FEM je již několik let nedílnou součástí centra kompetence CAMPT – sdružení firem, které se v rámci společného výzkumného projektu zabývají bezpečností občanů a infrastruktury, národní bezpečností, pokročilými materiály, testováním a simulacemi. Partneři, kteří v rámci CAMPT aktivně spolupracují jsou jak z oblasti vědy a výzkumu, tak komerční sféry. Spolu s námi se tak na řešení otázek bezpečnosti podílí Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s., Vojenský výzkumný ústav, s.p., Excalibur army, spol. s r.o., Bogges, spol. s r.o., Vysoké učení technické v Brně, Ústav teoretické a aplikované mechaniky AV ČR, STV Group a Prototypa-ZM, s.r.o. Zapojení silných partnerů z průmyslu s vazbami na lokální i mezinárodní trh má klíčový význam pro uplatnění projektových výstupů v praxi. Důležitou součástí činnosti centra je ovšem také vzdělávání a šíření znalostí v oblasti obrany a bezpečnosti a rozvoj lidských zdrojů.
Díky tomu, že řešený projekt má velmi široké zaměření a celou řadu praktických výstupů, stávají se numerické simulace našich výpočtářů z SVS FEM nezbytnou součástí návrhového procesu jednotlivých bezpečnostních opatření. Například simulace účinku výbuchu trhavin jsou řešeny ve výpočetním programu Ansys LS-DYNA, který nabízí jedinečné možnosti při řešení velmi rychlých dynamických dějů se zahrnutím velkých deformací, nelinearit, porušení materiálu a komplikovaných kontaktů.
Simulace jsou využívány například i pro vyhodnocení balistické odolnosti ochranných prvků. Zde se zkouší zpravidla vliv změny materiálů použitých ve skladbě ochranných prvků či vliv tloušťky jednotlivých vrstev.
Podobně jsou simulace využívány také při řešení ochrany budov a vozidel proti výbuchu. Navrhnuté konstrukční řešení je ještě před výrobou a fyzickými testy vystaveno v simulaci sérii výbuchů, které naši výpočtáři specializovaní na rychlé děje a velké deformace diskutují s konstruktéry. Společně pak na základě sledované odezvy struktury (napětí, deformace) návrhy přepracovávají a vylepšují.
Naše simulace stály například při vývoji obrněného vozidla Patriot (Excalibur army, spol. s r.o.) nebo protivýbuchových odpadkových košů (Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s.).
Numerické simulace nachází uplatnění také v oblasti ochrany prostor nebo lidí proti průniku vozidla. Vozidla se v posledních letech stávají v rukou teroristů nebezpečnou a snadno dostupnou zbraní ať už v případech útoků na obyvatelstvo či na objekty kritické infrastruktury. Centrum kompetence se proto také touto otázkou zabývá a hledá možnosti, jak tyto hrozby eliminovat. Pomocí numerických simulací byly testovány například možnosti zastavení útočícího vozidla různými variantami zádržných systémů, případně analýza vybraných scénářů zastavení vozidla.
Projekt TE02000162 Centrum pokročilých materiálů a technologií pro ochranu a zvýšení bezpečnosti je řešen s finanční podporou TA ČR.
