<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="ru" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://metafora.rcsi.science/xsd_files/journal3.xsd">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">moitvivt</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Моделирование, оптимизация и информационные технологии</journal-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modeling, Optimization and Information Technology</trans-title>
        </trans-title-group>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2310-6018</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Издательство</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.26102/2310-6018/2026.58.7.015</article-id>
      <article-id pub-id-type="custom" custom-type="elpub">2394</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">Численное моделирование одномерных волновых процессов в разномодульной среде: программная реализация и анализ сходимости</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Numerical modeling of one-dimensional wave processes in a bimodular medium: software implementation and convergence analysis</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0009-0005-6368-0597</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Полеся</surname>
              <given-names>Виталий Александрович</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Polesia</surname>
              <given-names>Vitaly Aleksandrovich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>polesia.va@dvfu.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0001-7493-6360</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Дудко</surname>
              <given-names>Ольга Владимировна</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Dudko</surname>
              <given-names>Olga Vladimirovna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>dudko.ov@dvfu.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-2</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-1703-0471</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Лаптева</surname>
              <given-names>Анастасия Александровна</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Lapteva</surname>
              <given-names>Anastasia Aleksandrovna</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>lapteva.aal@dvfu.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-3</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff-alternatives id="aff-1">
        <aff xml:lang="ru">Дальневосточный федеральный университет</aff>
        <aff xml:lang="en">Far Eastern Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-2">
        <aff xml:lang="ru">Дальневосточный федеральный университет</aff>
        <aff xml:lang="en">Far Eastern Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-3">
        <aff xml:lang="ru">Дальневосточный федеральный университет</aff>
        <aff xml:lang="en">Far Eastern Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>01</day>
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>1</volume>
      <issue>1</issue>
      <elocation-id>10.26102/2310-6018/2026.58.7.015</elocation-id>
      <permissions>
        <copyright-statement>Copyright © Авторы, 2026</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:href="https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=2394"/>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>Современная механика деформируемого твердого тела активно развивается в направлении моделирования разномодульных материалов – сред, обладающих различным сопротивлением растяжению и сжатию. Этот класс охватывает природные и искусственные материалы, широко применяемые в инженерной практике. Различие модулей упругости при растяжении и сжатии приводит к сильной нелинейности механического отклика, что в случаях динамического нагружения порождает качественно сложные волновые картины с образованием и взаимодействием разрывов деформаций. Как следствие, аналитическое решение соответствующих краевых задач становится достаточно сложным из-за множественных взаимодействий волновых фронтов. В статье представлены разработка, программная реализация и верификация специализированного средства автоматизированного решения краевых задач одномерной динамики разномодульных упругих сред при произвольных режимах граничного воздействия. В его основу положен формализованный итерационный метод построения волновой картины, использующий кусочно-линейную аппроксимацию граничных условий и определяющих соотношений разномодульной среды Мясникова-Олейникова. Программное средство полностью автоматизирует построение волновой картины: отслеживает эволюцию системы волн, классифицирует события, автоматически формирует и решает системы нелинейных уравнений для определения параметров новых локальных областей между волновыми фронтами, а также контролирует эволюционность разрывов деформаций и добавление жестких слоев. Верификация выполнена на тестовых задачах с формированием ударных волн и жестких слоев. Анализ сходимости полученных результатов к известным аналитическим решениям подтверждает высокую точность реализованного метода при увеличении числа узлов аппроксимации граничного условия. Таким образом, разработанное программное средство является эффективным инструментом для автоматизации исследований волновых процессов, обеспечивающим физически корректное моделирование одномерного динамического деформирования разномодульных материалов. Полученные результаты имеют практическую ценность для исследователей в области механики деформируемого твердого тела, специалистов по численному моделированию, а также инженеров, занимающихся проектированием конструкций из разномодульных материалов при динамических воздействиях.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>Modern mechanics of deformable solids is actively advancing towards modeling bimodular materials – media with different resistance to tension and compression. This class includes both natural and artificial materials widely used in engineering practice. The difference in elastic moduli under tension and compression leads to a strong nonlinearity of the mechanical response, which under dynamic loading generates qualitatively complex wave patterns with the formation and interaction of strain discontinuities. As a result, the analytical solution of the corresponding boundary value problems becomes quite challenging due to numerous wavefront interactions. This paper presents the development, software implementation, and verification of a specialized system for the automated solution of boundary value problems of one-dimensional dynamics of bimodular elastic media under arbitrary boundary loading regimes. The system is based on a formalized iterative method for constructing the wave pattern, which uses piecewise-linear approximation of both the boundary conditions and the constitutive relations of the Myasnikov-Oleynikov bimodular medium. The software fully automates the construction of the wave pattern: it tracks the evolution of the wave system, classifies events, automatically generates and solves systems of nonlinear equations to determine the parameters of new local domains between wavefronts, and controls the evolutionarity of strain discontinuities and introduction of rigid layers. Verification was performed on test problems involving the formation of shock waves and rigid layers. A convergence analysis of the results against known analytical solutions confirms the high accuracy of the implemented method with an increasing number of boundary condition approximation nodes. Thus, the developed software tool is an effective instrument for automating the study of wave processes, providing physically correct modeling of the one-dimensional dynamic deformation of bimodular materials. The results obtained are of practical value to researchers in solid mechanics, specialists in numerical modeling, and engineers involved in the design of structures made of bimodular materials under dynamic loads.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>разномодульная упругая среда</kwd>
        <kwd>одномерные волны деформаций</kwd>
        <kwd>краевая задача</kwd>
        <kwd>кусочно-линейная аппроксимация</kwd>
        <kwd>эволюционность разрывов</kwd>
        <kwd>ударные волны</kwd>
        <kwd>жесткие слои</kwd>
        <kwd>численное моделирование</kwd>
        <kwd>автоматизация расчетов</kwd>
        <kwd>анализ сходимости</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>bimodular elastic medium</kwd>
        <kwd>one-dimensional strain waves</kwd>
        <kwd>boundary value problem</kwd>
        <kwd>piecewise-linear approximation</kwd>
        <kwd>evolutionarity of discontinuities</kwd>
        <kwd>shock waves</kwd>
        <kwd>rigid layers</kwd>
        <kwd>numerical modeling</kwd>
        <kwd>automation of calculations</kwd>
        <kwd>convergence analysis</kwd>
      </kwd-group>
      <funding-group>
        <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено без спонсорской поддержки.</funding-statement>
        <funding-statement xml:lang="en">The study was performed without external funding.</funding-statement>
      </funding-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="cit1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика горных пород. Москва: Недра; 1975. 271 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Заалишвили В.Б. Нелинейные свойства грунтов. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2015;(4):22–37.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бессонов Д.Е., Зезин Ю.П., Ломакин Е.В. Разносопротивляемость зернистых композитов на основе ненасыщенных полиэфиров. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Математика. Механика. Информатика. 2009;9(4):9–13. https://doi.org/10.18500/1816-9791-2009-9-4-2-9-13</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Lomakin E.V., Fedulov B.N. Nonlinear anisotropic elasticity for laminate composites. Meccanica. 2015;50(6):1527–1535. https://doi.org/10.1007/s11012-015-0104-5</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Fouremeau M., Borvik T., Benallal A., Hopperstad O.S. Anisotropic failure modes of high-strength aluminium alloy under various stress states. International Journal of Plasticity. 2013;(48):34–53. https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2013.02.004</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Амбарцумян С.А. Разномодульная теория упругости. Москва: Наука; 1982. 320 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ломакин Е.В., Работнов Ю.Н. Соотношения теории упругости для изотропного разномодульного тела. Известия Академии Наук СССР. Механика твёрдого тела. 1978;(6):29–34.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Мясников В.П., Олейников А.И. Основы механики гетерогенно-сопротивляющихся сред. Владивосток: Дальнаука; 2007. 172 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Садовская О.В., Садовский В.М. Математическое моделирование в задачах механики сыпучих сред. Москва: Физматлит; 2008. 368 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Маслов В.П., Мосолов П.П. Общая теория уравнений движения разномодульной упругой среды. Прикладная математика и механика. 1985;49(3):419–437.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Куликовский А.Г., Свешникова Е.И. Нелинейные волны в упругих средах. Москва: Московский лицей; 1998. 412 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Дудко О.В., Лаптева А.А., Рагозина В.Е. Эволюция волновой картины кусочно-линейного одноосного растяжения и сжатия разномодульного упругого стержня. Cибирский журнал индустриальной математики. 2022;25(4):54–70.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kuznetsova M., Khudyakov M., Sadovskii V. Wave propagation in continuous bimodular media. Mechanics of Advanced Materials and Structures. 2022;29(21):3147–3162. https://doi.org/10.1080/15376494.2021.1889725</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Дудко О.В., Лаптева А.А., Семенов К.T. О распространении плоских одномерных волн и их взаимодействии с преградами в среде, по-разному сопротивляющихся растяжению и сжатию. Дальневосточный математический журнал. 2005;6(1):94–105.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Дудко О.В., Лаптева А.А. Циклическое одноосное растяжение-сжатие разномодульного упругого полупространства. Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2025;2(64):105–117. https://doi.org/10.37972/chgpu.2025.64.2.002</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
    <fn-group>
      <fn fn-type="conflict">
        <p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p>
      </fn>
    </fn-group>
  </back>
</article>