ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ УРАВНЕНИЙ СОСТОЯНИЙ

О. В. Вербицкая, О. В. Кузнецова, Е. Е. Миронова, А. Т. Сапожников, В. П. Соколов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2007. Вып.3-4. С. 37-45.

Описывается интерфейсная оболочка комплекса ТУР, представляющая собой специализированную интегрированную информационно-технологическую среду - рабочее место разработчиков уравнений состояний. Реализованы различные специализированные базы данных, используемые для организации хранения результатов расчетов, экспериментальных данных и справочной информации. Основу системы составляет архив анкет уравнений состояний и наборов констант к ним. В рамках среды созданы две базы экспериментальных данных, содержащие сведения по ударно-волновому сжатию и адиабатическому расширению конденсированных веществ. Наличие информационно-технологической среды комплекса ТУР позволило существенно ускорить процесс исследования и разработки уравнений состояний и повысить их точность (рис. 11, список лит. - 4 назв.).

Методика ТИМ предназначена для решения трехмерных нестационарных задач механики сплошной среды на нерегулярных многогранных лагранжевых сетках произвольной структуры. При реализации методики авторы столкнулись с проблемой выбора формата для представления структуры сетки. Формат хранения должен быть достаточно экономичным, т. е. требовать минимального объема оперативной памяти, и при этом подходить для реализации счетных алгоритмов методики. Исследовались три универсальных формата, и для методики ТИМ была выбрана структура хранения по граням: для ячейки хранится список ее граней, для грани хранится пара ячеек и список узлов, для узла - номер одной из граней (рис. 4, табл. 3, список лит. - 12 назв.).

Методика ТИМ предназначена для расчета нестационарных многомерных задач механики сплошной среды на лагранжевых сетках произвольной структуры. По данной методике могут проводиться расчеты двумерных задач в цилиндрической и декартовой системах координат (ТИМ-2D) и трехмерных задач в декартовой системе координат (ТИМ-3D). Для сокращения времени расчетов в методике ТИМ реализовано распараллеливание в модели общей памяти с использованием интерфейса OpenMP. Распараллеливание осуществлено путем добавления директив распараллеливания OpenMP для каждого цикла, итерации которого могут выполняться независимо друг от друга. Распараллелены блоки расчета процессов газовой динамики, упругопластичности, магнитной гидродинамики, двухпотоковости, двухтемпературности, поддержания счетной сетки, а также ряд вспомогательных процедур. Для каждого цикла распараллеливание выполнено независимо. В ряде случаев пришлось пересмотреть алгоритмы, использованные в последовательном режиме счета. Распараллеливание выполнено для счетных блоков, на которые в последовательном режиме приходится около 99% времени счета. Реализованные алгоритмы проверены на ряде тестовых, методических и производственно-методических расчетов. Эффективность на 8 процессорах составила в среднем 85% (рис. 2, табл. 6, список лит. - 6 назв.).

Cтатья подготовлена по материалам доклада, сделанного на математической конференции РФЯЦ-ВНИИТФ в г.Снежинске в 2007 г.
       О Фортране можно писать или очень кратко или бесконечно много, поэтому статью следует рассматривать лишь как авторские наброски. Автор надеется, что она привлечет внимание к Фортрану и по крайней мере уменьшит недоверие и пренебрежение к нему, которое возникло совершенно не заслуженно в последние два десятилетия. При подготовке статьи использовались как официально опубликованные материалы, так и сведения, помещенные в Интернете. За возможные неточности автор приносит свои извинения (рис. 9, список лит. - 35 назв.).