Издается с 1978 года
в г. Сарове (Арзамас-16) Нижегородской области

РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР -
ВСЕРОССИЙСКИЙ НИИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ
 
 Русский |  English
О ЖУРНАЛЕ РЕДКОЛЛЕГИЯ ПУБЛИКАЦИОННАЯ ЭТИКА ПРАВИЛА ДЛЯ АВТОРОВ АВТОРЫ АРХИВ ПОСЛЕДНИЙ ВЫПУСК



Выпуск No 2, 2001


МЕТОД МЕЛКОЗЕРНИСТОГО РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ДВУМЕРНЫХ И ТРЕХМЕРНЫХ ЗАДАЧ ПЕРЕНОСА НА НЕОРТОГОНАЛЬНЫХ СЕТКАХ

А.В. Алексеев, А.А. Нуждин, Р.М. Шагалиев
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 3-10.

Предложен метод мелкозернистого распараллеливания численного решения двумерного уравнения переноса, ориентированный на использование многопроцессорной ЭВМ с распределенной памятью и позволяющий проводить расчеты задач на числе процессоров до 100 и более.
       Метод основан на принципе геометрической декомпозиции исходной системы на подобласти (параобласти). Разбиение на параобласти производится регулярным образом по строкам и столбцам так, чтобы количество данных в них было одинаковым. В общем случае такое разбиение порождает топологию процессов в виде двумерной решетки (по строкам и столбцам). При этом на каждом процессоре хранятся лишь данные для конкретной параобласти, а не для всей задачи.
       Каждая параобласть для текущего направления разрешается с внутренними граничными условиями, вычисленными на текущей итерации, что позволяет сохранить точность решения и не дает увеличения общего числа итераций по сравнению с последовательной методикой.
       Простои процессоров сведены к минимуму за счет загрузки их полезной дополнительной вычислительной работой, заключающейся в вычислении промежуточных коэффициентов. Через эти коэффициенты в последующем выражаются сеточные значения функции потока частиц.
       Для организации межпроцессорных обменов сообщениями используется библиотека интерфейса параллельного программирования MPI (интерфейс передачи сообщений).
       Приводятся результаты численных исследований эффективности распараллеливания для сформулированного метода. Дается некоторое обобщение данного метода для распараллеливания трехмерных задач переноса (табл. 5, список лит. - 6 назв.).



ПРИМЕНЕНИЕ κε -МОДЕЛИ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ПРИЗЕМНОГО} СЛОЯ АТМОСФЕРЫ

М.Г. Анучин, В.Е. Неуважаев, И.Э. Паршуков
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 11-27.

В рамках κε-модели рассмотрена задача об определении безразмерных характеристик турбулентного течения в приземном слое атмосферы. Проведено исследование κε -уравнений и их особых точек. Разработана математическая программа для расчета характеристик турбулентного течения в приземном слое атмосферы. Из многообразия интегральных кривых выбраны те, которые отвечают решению поставленной задачи и вполне удовлетворительно описывают эксперименты. При этом основные постоянные модели выбираются согласно общепринятым критериям. В то же время показано, что значение параметра Cθ, отвечающего за конвективный источниковый член в уравнении для ε, должно выбираться в зависимости от состояния устойчивости. Наилучшее согласие с экспериментальными наблюдениями получается, если Cθ = 0 в области устойчивой стратификации и Cθ ≠ 0 в области неустойчивой стратификации. Путем численного подбора параметра Cθ и коэффициента турбулентной диффузии â получено вполне удовлетворительное описание экспериментальных наблюдений, известных в виде аналитических интерполяционных зависимостей (рис. 4, список лит. - 28 назв.).



МЕТОД КОЭФФИЦИЕНТОВ ОСЛАБЛЕНИЯ

Ю.А. Дементьев, Е.А. Карповцев, И.А. Нарожная, В.А. Новичихин, Е.В. Морозова, Э.Н. Тихомирова
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 28-36.

В предположении квазистационарности граничной поверхности и пробегов поглощения и рассеяния излучения веществом разработан новый подход к решению нестационарных задач переноса лучистой энергии. Метод коэффициентов ослабления - метод согласованного описания прямопрострельного переноса лучистой энергии и функции распределения выведенной энергии. В публикуемом варианте учитывается изотропное рассеяние, поглощение и равновесное собственное излучение в приближении "серой материи".
       Коэффициенты ослабления определяются двукратными интегралами на основе уравнения Пайерлса; существует возможность их вычисления с гарантированной точностью.
       Новая схема успешно опробована на решении простейших задач стационарного и нестационарного переноса в приближении серой материи, имеющих аналитическое решение или проверенные численные результаты (рис. 2, табл. 2, список лит. - 12 назв.).



ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛОСКОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С НАГРЕТЫМ СЛОЕМ ГАЗА

Ю.М. Ковалев, А.Ю. Черемохов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 37-41.

Рассматриваются результаты численного моделирования задачи о распространении ударных волн в неоднородно нагретой газовой среде: плоская ударная волна взаимодействует с плоским слоем газа пониженной плотности, расположенным на некотором расстоянии от твердой поверхности. Рассмотрена структура возникающего газодинамического течения и определены его характерные параметры. Показано, что наличие прослойки газа с нормальными условиями между твердой поверхностью и слоем нагретого газа приводит к значительному усложнению картины течения - образуются две тройные точки, уменьшается скорость роста высоты верхней тройной точки и относительная скорость "вырастания" предвестника из основной ударной волны, формируются и эволюционируют вихревые образования (рис. 5, табл. 1, список лит. - 8 назв.).



EЩЕ О СВОЙСТВАХ -CХЕМ ДЛЯ СФЕРИЧЕСКИ-СИММЕТРИЧНОГО УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА

С.В. Мжачих, Е.В. Грошев, В.Ф. Юдинцев
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 42-48.

Сформулирован способ подбора параметров схемы, основанный на эквивалентности разностных форм сразу для двух моментных уравнений переноса. Следствиями этого способа являются один известный эффективный алгоритм расчета угловых параметров, а также вид коэффициентов разностных уравнений квазидиффузии, согласованных с -схемой (список лит. - 11 назв.).



БЕЗУДАРНОЕ СИЛЬНОЕ СЖАТИЕ ГАЗА С РЕАЛЬНЫМИ УРАВНЕНИЯМИ СОСТОЯНИЯ

С.А. Ягупов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 49-58.

Рассмотрено уравнение состояния реального газа. Поставлены две характеристические задачи Коши, последовательное решение которых описывает безударное сжатие газа с этим реальным уравнением состояния. Доказано существование локально аналитического решения у этих задач в окрестности фонового течения. Для этого рассматриваемые задачи сведены к виду, для которого Баутиным С.П. доказан аналог теоремы Ковалевской. Из анализа нулевых коэффициентов рядов, задающих решение первой задачи, сделан вывод: данный реальный газ безударно можно сжать только до конечной плотности. Рассчитана изэнтропа для данного реального уравнения состояния, которая показывает, что рассматриваемое уравнение состояния не только удовлетворяет физическим требованиям, но и передает то же самое свойство, что выявлено при анализе нулевых коэффициентов (рис. 3, список лит. - 7 назв.).



РЕАЛИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ПРОГРАММ ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В КОМПЛЕКСЕ МИМОЗА

А.В. Бабанов, О.А. Винокуров, Л.Ф. Потапкина
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 59-62.

Рассматриваются способы распараллеливания программ для явной и неявной схем. Явная схема используется при решении уравнений газовой динамики, неявная - при решении уравнений теплопроводности.
       Алгоритм распараллеливания основан на принципе геометрической декомпозиции. Счетная область делится на произвольное число фрагментов, которые обсчитываются на разных процессорах. Для выполнения коммуникационных работ в программах используется библиотека передачи сообщений, удовлетворяющая стандарту MPI.
       Оценивается точность параллельных программ, исследуется эффективность распараллеливания программ на многопроцессорных ВС с распределенной памятью (рис. 4, табл. 1, список лит. - 6 назв.).



ТОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ ИЗОТРОПНОГО ПЕРЕНОСА ИЗЛУЧЕНИЯ И ЭНЕРГИИ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИ-СИММЕТРИЧНОЙ ГЕОМЕТРИИ

А.С. Вершинская, В.Ю. Гусев, В.В. Завьялов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 63-71.

Построены точные решения типа бегущей волны для нелинейной интегродифференциальной системы уравнений нестационарного изотропного переноса излучения и энергии в цилиндрически-симметричной геометрии при специально подобранных коэффициентах поглощения и рассеяния как для приближения "серой материи", так и для спектрального случая. При этом предполагается, что коэффициент рассеяния пропорционален коэффициенту поглощения, который, в свою очередь, полностью определяется логарифмической производной от равновесной плотности излучения по автомодельной переменной x и, аналогично, функцией Планка - для спектрального случая. Полученные аналитические решения могут быть использованы для проверки численных методов расчета задач лучистого теплообмена (рис. 5, список лит. - 4 назв.).



МЕТОДИКА СВЕТ-n ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ ЭНЕРГИИ И ПЕРЕНОСА ИЗЛУЧЕНИЯ

В.Ю. Гусев, М.Ю. Козманов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2001. Вып.2. С. 72-78.

Излагается вариант метода характеристик с интерполяцией высокого порядка точности для решения системы уравнений, состоящей из уравнения переноса излучения и уравнения энергии. Значение на конце характеристики на n-м шаге получается с помощью интерполяционного сплайна высокого порядка и подправляется механизмом балансировки. Принятая методика допускает распараллеливание алгоритма решения рассматриваемой системы уравнений (рис. 5, список лит. 4 назв.)



[ Возврат ]


 
 
 
© ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ", 2000-2018