О ПРИРОДЕ ЭНТРОПИЙНОГО СЛЕДА В ЖИДКОСТЯХ И ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

А. Е. Майер, К. В. Хищенко
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2014. Вып.4. С. 3-13.

Анализируются физические причины образования энтропийного следа на контактной границе соударяющихся тел. Показано, что использование модели вязкой жидкости или упругопластического твердого тела позволяет получить физически обоснованную структуру энтропийного следа, а сам он формируется благодаря процессам диссипации механической энергии (вязкости, пластичности). Для адекватного учета этого эффекта необходимо использовать численные методы с пренебрежимо малой схемной вязкостью. Включение физической вязкости в исходную систему уравнений движения позволяет получить устойчивое решение численным методом без искусственной или схемной вязкости; выбором подробной расчетной сетки можно добиться устойчивости численного решения при сколь угодно малом коэффициенте физической вязкости. Наличие физически обоснованного энтропийного следа приводит, в частности, к тому, что плавление твердого тела вблизи плоскости соударения начинается при меньших скоростях удара, чем плавление за фронтом установившейся ударной волны (рис. 5, список лит. - 16 назв.).

Полный текст статьи

А. А. Орлов, Р. В. Малюгин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2014. Вып.4. С. 14-21.

Представлен обзор и анализ известных подходов к математическому моделированию процесса десублимации гексафторида урана. Показаны недостатки созданных математических моделей. Выработана концепция развития теоретических исследований и оптимизации процесса десублимации (рис. 3, список лит. - 34 назв.).

Полный текст статьи

К. Н. Волков, Ю. Н. Дерюгин, В. Н. Емельянов, А. Г. Карпенко, А. С. Козелков, И. В. Тетерина, А. В. Ялозо
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2014. Вып.4. С. 22-34.

Рассматривается реализация метода конечных объемов, предназначенного для моделирования нестационарных течений вязкого сжимаемого газа и теплообмена на неструктурированных сетках при использовании графических процессоров общего назначения. Пакет программ ЛОГОС дополняется средствами распараллеливания вычислений на графических процессорах. Приводятся подходы к оптимизации программного кода, связанные с использованием различных типов памяти, и способы расчета потоков через грани контрольных объемов. На примерах решения ряда модельных задач газовой динамики обсуждаются имеющиеся возможности по оптимизации программного кода, а также приводится ускорение процедуры решения, полученное на сетках разного размера, по сравнению с расчетами на центральном процессоре (рис. 4, табл. 5, список лит. - 18 назв.).

Полный текст статьи

С. М. Ганина, В. П. Гинкин, К. Г. Чернов
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2014. Вып.4. С. 35-43.

Представлены результаты математического моделирования процесса тепломассопереноса при перекристаллизации интерметаллического образца TiAl(Nb,Cr,Zr) методом вертикальной бестигельной зонной плавки. Для расчетов применялась неравновесная математическая модель затвердевания многокомпонентных расплавов - обобщение ранее предложенной модели затвердевания бинарных расплавов. Целью работы являлось установление соответствия между технологическими условиями процесса кристаллизации и микроструктурой получаемых в результате слитков (рис. 10, список лит. - 7 назв.).

Полный текст статьи

И. В. Капырин, С. С. Уткин, Ю. В. Василевский
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2014. Вып.4. С. 44-54.

Изложены принципы разработки расчетного комплекса GeRa, предназначенного для решения прямых и обратных задач безопасного захоронения радиоактивных отходов, т. е. обоснования безопасности захоронений и определения требований к отходам, подлежащим захоронению. Функциональность комплекса должна позволить решать трехмерные задачи геофильтрационного и геомиграционного моделирования, начиная с создания геологической модели и заканчивая анализом неопределенностей и оценкой достоверности. Комплекс направлен на решение задач, стоящих перед российской атомной отраслью, в частности, предполагается учет специфики решений для замкнутого ядерного топливного цикла. Помимо традиционных моделей насыщенной фильтрации и адвективно-диффузионно-дисперсионного переноса, моделируются процессы тепловой и плотностной конвекции, насыщенно-ненасыщенной и многофазной фильтрации, химические взаимодействия в системе вода-порода (в том числе неравновесные). Комплекс ориентирован на использование трехмерных неструктурированных расчетных сеток и возможность решения задач в параллельном режиме на суперкомпьютерах. В соответствующих численных моделях предполагается использование схем второго порядка точности, для моделирования адвекции - низкодиссипативных схем. Комплекс GeRa имеет модульную структуру, ориентированную на отдельные этапы построения моделей. Подробно рассматриваются возможности каждого из модулей создаваемого расчетного комплекса, в том числе используемые математические и численные модели физических и химических процессов (рис. 3, список лит. - 30 назв.).

Полный текст статьи

А. А. Богданов, Н. Н. Залялов, А. А. Ярулина
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2014. Вып.4. С. 55-64.

Программная система контроля аппаратных метрик СКАМ, предназначенная для выявления сбоев или отклонений в работе оборудования больших вычислительных комплексов (система мониторинга), собирает показания датчиков, регистрирует события, предоставляемые оборудованием вычислительного комплекса, и по запросу выдает их пользователям. Все функции СКАМ реализуются ее модулями. В текущей версии имеются два модуля сбора данных, модуль доставки данных пользователям и модуль сохранения в базу данных. Модули объединяются в сервис. Несколько сервисов, функционирующих на разных серверах, образуют децентрализованную систему. Такой подход позволяет компоновать модули системы мониторинга различными способами, подходящими для разных применений. Описываются особенности архитектуры СКАМ и детали реализации (рис. 8, табл. 1, список лит. - 25 назв.).

Полный текст статьи

О. Н. Нарышкина, С. И. Овечкин, В. В. Шубин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2014. Вып.4. С. 65-72.

Представлены результаты разработки алгоритма обнаружения нарушений оптического волокна, используемого для передачи информационных сигналов. Алгоритм реализован на языке ассемблер в программном обеспечении для микроконтроллера PIC16C717 и на языке С++ для микроконтроллера PIC18F1320, которые входят в состав системы мониторинга прямых потерь оптического волокна по информационным или пилот-проходящим сигналам (рис. 12, список лит. - 5 назв.).

Полный текст статьи

Д. В. Антошин, А. В. Гордеев
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2014. Вып.4. С. 73-78.

Описан механизм отбора элементов расчетной сетки, реализованный в препостпроцессоре ЛОГОС-Препост. Представлены две модели отбора элементов: старая, использующая VTK-фильтры, и новая, основанная на механизме операций. Перечислены недостатки старой модели. Описаны особенности новой модели, позволившие значительно повысить быстродействие и расширить функциональность; проведено ее сравнение с зарубежными аналогами по скорости отбора сеточных элементов (рис. 8, список лит. - 5 назв.).

Полный текст статьи