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 4, 2013


ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕРАСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ

А. Н. Верещага, А. К. Чернышёв
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.4. С. 3-16.

Представлена модель ядерного выбора как часть процесса нераспространения ядерного оружия (этап принятия решения о разработке), построенная на основе применения методов нечеткой логики. В качестве входных переменных используется ряд внутренних и внешних факторов, характеризующих события, связанные с ядерным выбором государства. Для формирования функций принадлежности используемых нечетких переменных применяются известные международные индексы. Представлены тестовые результаты оценок известных исторических фактов для ядерных (официально и де-факто) государств, а также пороговых государств, отказавшихся от дальнейшей разработки ядерного оружия. Указывается возможная область применения разрабатываемой модели (рис. 7, табл. 3, список лит. - 18 назв.).

Ключевые слова: ядерное оружие, нераспространение ядерного оружия, нечеткая логика, ядерный выбор.

МЕТОДИКА САТУРН-2005. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММЫ РЕШЕНИЯ МНОГОМЕРНЫХ ЗАДАЧ ПЕРЕНОСА ЧАСТИЦ И ЭНЕРГИИ

А. В. Алексеев, И. М. Беляков, А. И. Бочков, В. В. Евдокимов, Е. А. Ириничев, В. Ю. Морозов, А. Н. Москвин, А. А. Нуждин, М. П. Пепеляев, В. Ю. Резчиков, В. В. Сучкова, Р. М. Шагалиев, Э. Ш. Шарифуллин, Т. В. Шемякина, В. А. Шумилин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.4. С. 3-16.

Дается краткое описание методики САТУРН, предназначенной для численного решения двумерных и трехмерных стационарных и нестационарных задач переноса нейтронов и нелинейных задач переноса энергии фотонами, ионами, электронами и быстрыми заряженными частицами. Решение уравнения переноса выполняется в кинетическом или диффузионном приближении.
      Методика САТУРН ориентирована на применение современных многопроцессорных суперЭВМ с распределенной памятью.
      Излагаются основные положения, на которых базируется методика. Формулируются физико-математические модели и математические методы, используемые для решения отмеченных классов многомерных задач, а также алгоритмы распараллеливания (рис. 2, список лит. - 21 назв.).

Ключевые слова: двумерные и трехмерные задачи переноса нейтронов и рентгеновского излучения, кинетическое и диффузионное многогрупповое приближение, методика САТУРН, разностные схемы, алгоритмы распараллеливания.

МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУМЕРНЫХ ТЕЧЕНИЙ ДИСПЕРСНЫХ СРЕД НА ЛАГРАНЖЕВО-ЭЙЛЕРОВЫХ РАСЧЕТНЫХ СЕТКАХ

М. С. Самигулин, В. Ф. Спиридонов, О. А. Воронова, Ю. Ф. Данилов, В. В. Шкарубский, А. Н. Тарасова, П. А. Авдеев, М. В. Артамонов, С. В. Величко
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.4. С. 31-43.

В основу предлагаемой методики положена модель дисперсной среды, в которой динамика несущего компонента среды описывается в континуальном (эйлеровом), а динамика дисперсного компонента - в дискретном (лагранжевом) приближении. В качестве условия совместного деформирования компонентов среды используется условие равенства давлений в компонентах среды или несжимаемости дисперсного компонента. При численном решении дисперсный компонент разбивается на квазичастицы - группы частиц, имеющих одинаковый размер, массу, скорость и температуру. Система разностных уравнений решается расщеплением по физическим процессам на лагранжево-эйлеровой расчетной сетке. Приведены результаты расчетов трех тестовых задач с точными решениями (рис. 6, список лит. - 15 назв.).

Ключевые слова: динамика дисперсных сред, численное моделирование, математическая модель, метод решения, верификация.

РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА РАСЧЕТА ВЯЗКОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МНОГОСЕТОЧНОГО МЕТОДА НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМА SIMPLE В ПАКЕТЕ ПРОГРАММ ЛОГОС

А. С. Козелков, Ю. Н. Дерюгин, С. В. Лашкин, Д. П. Силаев, П. Г. Симонов, Е. С. Тятюшкина
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.4. С. 44-56.

Рассматриваются особенности программной реализации многосеточного метода решения систем линейных алгебраических уравнений с агрегативным способом огрубления. Реализация метода выполнена в пакете программ ЛОГОС для модуля, ориентированного на численное решение уравнений гидродинамики вязкой несжимаемой жидкости на произвольных неструктурированных сетках. Рассматриваются варианты решения скалярных систем линейных алгебраических уравнений с использованием V-, W- и F-циклов многосеточного метода. Особое внимание уделяется распараллеливанию метода, показано решение проблемы грубых уровней. Приводится сравнение эффективности алгебраического многосеточного метода и предобусловленного метода сопряженных градиентов, а также многосеточного метода без использования глобального уровня для решения задач течений вязкой несжимаемой жидкости (рис. 8, табл. 5, список лит. - 27 назв.).

Ключевые слова: система уравнений, многосеточный метод, алгоритм, матрица, метод агрегации.

ПРЯМОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ ВЯЗКОЙ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ ПО СХЕМЕ КАБАРЕ В ПЛОСКОМ КАНАЛЕ

Д. Г. Асфандияров, Б. И. Березин, С. А. Финогенов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.4. С. 57-62.

Путем прямого численного моделирования исследуется турбулентное течение вязкой несжимаемой жидкости в плоском канале при числе Рейнольдса 5 600, определенного по высоте канала и средней скорости в потоке. В продольном и поперечном направлениях взяты периодические граничные условия. Размеры области в продольном и поперечном направлениях - 4 и 2 соответственно, - полувысота канала. Для расчета использована неравномерная сетка 257 129 129 со сгущением возле границы. Расчет проводится по схеме КАБАРЕ без использования подсеточных моделей турбулентности. Алгоритм вычисления заключается в последовательном решении явной части схемы (вычисление скоростей на последующем временном слое) и решении уравнения Пуассона для давления. Уравнение Пуассона решается с помощью параллельной реализации алгоритма быстрого прямого метода и параллельной прогонки.
      Расчеты проводились на суперкомпьютере "Ломоносов" на 128 процессорах. Расчетное время составило 9 дней (27 648 процессор-часов). Вычисленные характеристики пристенной турбулентности - осредненный профиль скорости, компоненты тензора турбулентных напряжений, вклады молекулярной и турбулентной составляющих тензора вязкости и коэффициент сопротивления канала - хорошо согласуются с расчетными данными, полученными при решении аналогичной задачи на аналогичных расчетных сетках в 1987г. группой Джона Кима из исследовательского центра в Эймсе (НАСА) (рис. 4, список лит. - 30 назв.).

Ключевые слова: прямое численное моделирование, схема КАБАРЕ, турбулентное течение, плоский канал, вязкая несжимаемая жидкость.

ЗАДАЧИ ГИДРОГЕОМЕХАНИКИ В ФИЛЬТРУЮЩИХ ПОРИСТЫХ СРЕДАХ С ПОРИСТЫМ СКЕЛЕТОМ ПЕРЕМЕННОЙ МАССЫ

У. В. Михеева, М. Г. Храмченков, Э. М. Храмченков, А. Н. Чекалин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.4. С. 63-69.

Исследуются уравнения гидрогеомеханики для фильтрующих пористых сред с пористым скелетом переменной массы. Изменение массы пористого скелета обусловлено протеканием гетерогенных химических реакций. Проанализированы следствия выявленных закономерностей массопереноса и деформирования в таких средах, исследованы особенности получения реологических соотношений (рис. 2, список лит. - 6 назв.).

Ключевые слова: масса пористого скелета, гидрогеомеханика, фильтрация, деформации, напряжения, реология, растворение, модель.

МЕТОД ТРЕХУРОВНЕВОГО РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ МЕТОДИКИ ТИМ-2D

А. А. Воропинов, С. С. Соколов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.4. С. 63-69.

Методика ТИМ-2D предназначена для решения задач механики сплошной среды на неструктурированных многоугольных лагранжевых сетках произвольного вида. В методике используется трехуровневое распараллеливание. На первом уровне, где распараллеливается счет по математическим областям, и на втором уровне - при распараллеливании счета внутри математической области по параобластям - используется модель распределенной памяти и интерфейс MPI. На третьем уровне осуществляется распараллеливание итераций счетных циклов в модели общей памяти с помощью интерфейса OpenMP. Уровни распараллеливания могут использоваться как по отдельности, так и в различных сочетаниях при решении одной задачи (рис. 2, табл. 1, список лит. - 10 назв.).

Ключевые слова: методика ТИМ-2D, неструктурированные сетки, распараллеливание, модель смешанной памяти.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ НАСТРОЙКА ПАРАМЕТРОВ БИБЛИОТЕКИ S-MPI

Д. В. Донцов, С. И. Сапронов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2013. Вып.4. С. 78-82.

Описывается инструмент MPIBoost, который позволяет автоматизировать процесс подбора оптимальных значений параметров библиотеки S-MPI. MPIBoost поддерживает два режима: настройки параметров на специфику кластера и на специфику приложения.
      Процесс настройки параметров библиотеки S-MPI условно содержит три уровня:
1) настройка значений параметров для наиболее распространенных архитектур кластеров и параметров запуска приложений, которые включаются в библиотеку S-MPI как значения по умолчанию;
2) настройка параметров библиотеки S-MPI на специфику конкретной кластерной системы, которая выполняется при установке пакета библиотеки S-MPI;
3) настройка параметров библиотеки S-MPI на специфику конкретного приложения.
      Такой многоуровневый процесс позволяет получить оптимальное соотношение затраченного на настройку параметров времени и достигнутой производительности выполнения приложений на различных кластерных системах (рис. 2, список лит. - 8 назв.).

Ключевые слова: MPI, параллельные вычисления, методы оптимизации.

[ Возврат ]


 
 
 
© ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ", 2000-2018