Wygląda na to, że raczej mało błyskotliwa kariera eksperymentu prof. Biniendy czołowego eksperta komisji Macierewicza od brzozy i skrzydła dobiega końca. Luki w eksperymencie wskazuje prof. Artymowicz fizyk i astrofizyk z Uniwersytetu w Toronto (stypendysta NASA).
Twierdzenia profesora Biniendy zrobiły karierę właściwie tylko w Salonie 24, niszowej prasie prawicowej oraz w oczach Antoniego Macierewicza. Mainstream raczej nie zauważył dokonań tego „wybitnego” naukowca. Może i dobrze.
Osoby, które znają się choć trochę na symulacjach numerycznych z niedowierzaniem patrzyły na to co zrobił prof. Binienda i jeszcze z większym niedowierzaniem słuchały wniosków wyciąganych z jego „naukowej” pracy. (przyznaje się, że o symulacjach numerycznych do momentu opublikowania "dzieła" prof Biniendy wiedziałem niewiele. Na szczęscie pporo ich w swoim życiu zrobił współautor Ostatniego lotu dr Mieczysłw Prószyński - i stąd wiem na czym to polega)
Generalnie najprościej mówiąc: symulacje numeryczne zależą od założeń przyjętych w modelu, od tego co się założyło. Zazwyczaj praca nad modelem polega na tym, aby wyszło to, co sie obserwuje. To znaczy na ustalaniu, dlaczego rzeczywistość jest inna i co trzeba w modelu zmienić, żeby LEPIEJ do niej pasował, żeby lepiej ja opisywał.
A zatem jeśli profesorowi się w symulacji skrzydło nie złamało (choć wszyscy, którzy widzieli wrak oraz drzewa wiedzą że się złamało) to znaczy, że gdzieś jest duży błąd w symulacji.
Błędy, które można zauważyć nie będąc fachowcem to założenia dotyczące konstrukcji skrzydła (Bienienda – przyznał, że nie miał dokładnych parametrów centropłata) Jak sądzę również nie miał danych dotyczących drzewa. Zatem jak się wprowadza smieciowe dane i śmieciowe wyniki się dostaje. Ale to wszystko pryszcz. Cały eksperyment był przeprowadzony byle jak.
I tu oddaje głos profesorowi Pawłowi Artymowiczowi (Fizyk i astrofizyk. Stypendysta NASA i przy okazji bloger z S24):
W swoim tekście opublikowanym w portalu Studio opinii profesor zauważa: „Najbardziej uderzyła mnie chyba niedopuszczalnie niska jakość symulacji w strefie największego zgniotu, która jest rzędu przekroju pnia drzewa i jest zasadnicza dla rezultatu jej zmagań ze skrzydłem. Ten, kto chce zrozumieć fizykę procesu płynięcia i pękania metalu, a z drugiej strony deformacji i pękania drewna brzozy, powinien pokryć ten obszar gęstą siatką elementów skończonych (paneli obliczeniowych lub brył elementarnych). Tego mi bardzo brakowało. Reprezentacja brzozy była fatalna, doliczyłem się kilkunastu zaledwie paneli lub brył obliczeniowych w krytycznej sekcji brzozy. Zasadniczy element konstrukcyjny skrzydła, dźwigar, na którym zatrzymuje się i łamie brzoza w obliczeniach zespołu Macierewicza, jest złożony z kilku dosłownie paneli. Ponieważ są one obiektami płaskimi, a przybliżany przez nie dźwigar odkształca się, pojawiają się szpary pomiędzy panelami zwane jako „leakage problem” metody elementów skończonych (FEM). Dlaczego ten problem wystąpił? Myślę, że dlatego, iż użytkownik programu nie zadbał o wykorzystanie opcji LS-DYNA tworzenia siatki samozagęszczajacej, która dałaby zmienna rozdzielczość i bardziej poprawny opis deformacji i pękania. Nie jest jasne, dlaczego. Wynikiem tego jednak było niepotrzebne marnowanie czasu na obliczenia z równą dokładnością przeciwległej końcówki skrzydła, ogona, jak i łamanego małego kawałka w bezpośrednim styku z brzozą. Obliczenia o tak niskiej rozdzielczości, w mojej opinii, nie są godne zaufania, ponieważ nie spełniają założeń metody FEM. Dodatkowo, spowalnia to niesłychanie obliczenia, gdyż 99.9% elementów obliczeniowych nie jest w najważniejszej strefie zgniotu.
Następnie, dobrze byłoby zadbać o symulację obciążonego zwiększonym o 30% ciężarem całego samolotu skrzydła. Przeciążenie rejestrowane przez skrzynki było równe 1.3 g. Nie wiem, czy zostało to uwzględnione. Fizycznie, przyłożenie 10 ton siły na ostatnie 5 metrów rozmachu skrzydła, mogło być czynnikiem organizującym ułożenie płaszczyzn poślizgu i ułatwiającym rozchodzenie się defektów i mikroszczelin w kierunku przeciwnym do ruchu samolotu, które w końcu doprowadziły do pęknięcia bądź obcięcia napiętego kawałka skrzydła. Sądząc po zrelaksowanym kształcie skrzydeł przez napotkaniem brzozy w prezentowanej nam symulacji, mogło być to nieuwzględnione.
Drugim szokiem był dla mnie sposób traktowania w symulacji stref o największej deformacji. Maksymalną dopuszczalną względną deformację opisuje parametr, który przyjęto jako 0.14 dla metalu, a tylko 0.05 dla drewna brzozowego. Już ten konkretny wybór parametrów w powiązaniu z konkretnym algorytmem obliczeniowym zawartym w programie mógł potencjalnie spowodować wszystkie zasadnicze efekty, które, jak przedstawię to niżej, nie są realistyczne i nie zgadzają się ze stanem faktycznym na miejscu katastrofy, takie jak destrukcja drzewa typu czystego ścinania poziomego, a znikome uszkodzenie skrzydła Tupolewa w zderzeniu. Chodzi tu o to, że po prostu elementy obliczeniowe poddane deformacji powyżej ustalonej tymi parametrami znikają wraz z całym dobytkiem (przenoszonymi energiami i na prężeniami). Graniczna deformacja drewna ustalona została na dużo mniejsza niż odpowiednia deformacja metalu, nota bene wbrew możliwości ze mokre o tej porze roku drewno brzozowe ma zwiększaną giętkość i zwiększony zakres rozciągania przez zerwaniem włókien w porównaniu z suchym drewnem podłogowym. Olbrzymie numeryczne klocki drewna z których składał się w symulacji pień drzewa w krytycznym momencie znikały, pozwalając skrzydłu wchodzić w pień nieomal jak w próżnię (tak to przynajmniej wygląda na wideo). Istnieją znacznie lepsze metody opisu procesu łamania zarówno belek aluminiowych, jak i drewnianych, niż zastosowana (jak wynika z tych danych wejściowych, które widać było na slajdach w prezentacji).
Olbrzymim problemem dla zrozumienia, co naprawdę liczył program polega na dużej liczbie danych wejściowych, których nie znamy. Przede wszystkim nie podano grubości i rozłożenia elementów nośnych wewnątrz skrzydła! Nie można w tej sytuacji być pewnym, że skrzydło ma realistyczne elementy konstrukcyjne, takie jak belkowo-płatowe dźwigary, jak i masę całkowitą. LS-DYNA jest programem uniwersalnym, do liczenia niemal dowolnych zagadnień związanych ze zderzeniami lub oddziaływaniem na siebie elementów różnych konstrukcji. Dlatego sterowany jest setkami parametrów wejściowych, definiującymi symulowana sytuację fizyczna, które powinniśmy poznać. Wiele pytań zrodzonych przy oglądzie zachowania belki nie może być rozstrzygniętych tak długo, jak prof. Binenda nie opublikuje, najlepiej na jakimś forum internetowym, duży zbiór parametrów wejściowych, przy użyciu którego programuje się m.in. strukturę skrzydła.
Jest to absolutnie konieczne. Program LS-DYNA zawiera w sobie setki tricków, obchodzących problemy z niestabilnością, z nadmiernie uproszczonym opisem symulowanych procesów, z zaklinowywaniem się symulacji na mikroskopijnym kroku czasowym, na niefizycznej penetracji części obiektu przez inne części, na typowym kłopocie z plątaniem się siatek Lagrange’owskich i in. (oczywiście LS-DYNA jest już starym i dobrze zdebugowanym programem i działa, to znaczy nie „wywala się”. Daje często bardzo rozsądne wyniki. Nawet bardzo często, ale nie zawsze. Programu niezawodnego we wszystkich problemach nie ma. Również zaniedbanie fizyki w skali poniżej rozmiaru elementu obliczeniowego obciąża nieraz wiarygodność wyników. Dlatego programy tego typu musza być koniecznie kalibrowane i sprawdzane na nowo w każdym rodzaju rozwiązywanego problemu. To nie zostało w problemie skrzydło-drzewo zrobione, jak stanie się jasne za chwile.)”
Wcale się nie zdziwię jeśli Bienienda w końcu wprowadzi dane po raz kolejny i wyjdzie mu wynik zupełnie inny niż z a pierwszym razem. Póki co kompromituje siebie (to mu wolno) oraz uniwersytet (University of Akron)którym podpiera swój autorytet.
Komentarze