WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В полной нелинейной постановке выполнены сравнения мареограмм для разных толщин оползня. Сравниваются результаты, получены автором методом граничных элементов и Г.С. Хакимзяновым методом конечных разностей на адаптивных сетках. Установлено, что в прибрежной зоне методы дают близкие результаты для разных законов движения. Однако, в мористой зоне методы показывают достаточно близкие результаты до момента остановки оползня t = 30.0 и различаются в поведении ”хвоста” мареограмм, для закона движения ”слайд 1” (7а) и ”сламп 2”. Для закона движения ”сламп 1” в мористой зоне различия результатов не наблюдается (7б).

Y Y 0.0.0.-0.-0.-0.T T 0 10 20 30 40 50 10 20 30 40 а) б) Рис. 7. Мареограммы полученные в седьмом мареографе, где (а) – ”слайд 1” и (б) – ”сламп 1”.

На рисунке 8а показаны мареограммы для первого мареографа, при следующих параметрах: толщина оползня равна h = 0.01 (штриховая линия) и h = 0.05 (сплошная линия), начальное положении центра масс xc = 2.38. На рисунке 8б приведены мареограммы для первого (сплошные линии) и четвертого (пунктирные линии) мареографа, при следующих параметрах: протяженность оползня равна b = 1 (линии без маркеров) и b = 3 (линия с маркерами), xc = 4.38, h = 0.05. Видно, что увеличение толщины и протяженности оползня приводит к росту амплитуды мареограмм, при этом возможно возникновение сильно нелинейных эффектов, Y Y 0.0.-0.-0.-0.005 -0.T T -0.0 10 20 30 40 50 10 20 30 40 а) б) Рис. 8. Зависимость от (а) – толщины и (б) – протяженности оползня.

таких как опрокидывание волн.

В четвертой главе рассматривается ряд вопросов, связанных с решением задач идеальной несжимаемой жидкости со свободными границами на высокопроизводительных системах. Рассматривается проблемно - ориентированная оболочка для решения задач гидродинамики, автоматизирующая хранение и обработку необходимой исследователю информации на всех стадиях вычислительного эксперимента.

Параграф 4.1. В качестве вычислительного кластера использоались стандартные рабочие станций с операционной системой Linux. Компьютеры между собой связаны с помощью локальной сети. Программирование, выполнялось на основе модели передачи сообщений MPI. Декомпозиция области проводилась по границе расчетной области [Афанасьев, К.

Е. КМГЭ для решения плоских задач гидродинамики и его реализация на параллельных компьютерах / К. Е. Афанасьев, С. В. Стуколов : учеб.

пособие. - Кемерово: Изд-во КемГУ, 2001. - 206 с.].

Следующим пунктом является тестирование эффективности и ускорения параллельного алгоритма метода граничных элементов для двумерных задач со свободными границами на кластере кафедры ЮНЕСКО Кемеровского государственного университета (КемГУ) и Института вычислительных технологий СО РАН (ИВТ СО РАН). В качестве теста решается задача о генерации поверхностных волн движением оползня.

Исследование производительности и эффективности программного кода выполняется в зависимости от размерности задачи и числа процессоров.

Параграф 4.2. В настоящее время перед исследователем остро стоит следующие проблемы: наиболее эффективного использования мощных технических возможностей для научной работы; систематизации и хранении уже полученных результатов в ходе проведения вычислений; использование вычислительных ресурсов или внешней памяти более мощных вычислительных систем, которые в настоящее время становятся все доступнее для широкого круга вычислителей.

Оболочка прототипа информационной системы ”AKORD” представляет пользователю удобный интерактивный интерфейс при реализации всех основных этапов численного решения задач, начиная с ее постановки, и заканчивая графическим анализом полученных результатов. Она обеспечивает согласованность данных для исследования задачи и корректный вызов всех необходимых компонент ИС при проведении расчетов. Кроме того, оболочка синхронизирует данные как на стороне сервера БД, выполняющего функции хранилища результатов расчетов, так и на стороне рабочей станции пользователя, непосредственно выполняющего действия по подготовке процесса численного решения задачи и последующей обработки результатов. Оболочка имеет модульную структуру (рис. 9). Все модули вызываются из оболочки, которая, в свою очередь, является обобщающим модулем, связывающим отдельные компоненты в единое приложение.

Все информационные потоки в ИС подчиняются четко определенному интерфейсу обмена данными между компонентами системы.

Совокупность данных составляет некий набор знаний, связанный с исследуемой задачей. Этот набор данных поддерживается на рабочей станции пользователя, а при необходимости может быть помеРис. 9. Модульная структура оболочки щен в БД расчетов для дальнейшего хранения. Для обработки и хранения данных была выбрана СУБД Oracle.

Физическая модель БД представлена совокупностью отношений, содержащих всю необходимую информацию и объединенных различными связями (функциональными зависимостями).

Основной логической единицей базы данных расчетов является расчет, который соответствует исследуемой задаче. Часто исследователь проводит большое количество расчетов с целью выявить влияние на получаемое решение какого-либо одного параметра. Для учета этой специфики численного эксперимента в БД расчетов добавлено дополнительное отношеРис. 10. Схема серии расчетов ние ”Серии расчетов”, которое позволяет объединить расчеты в некоторую последовательность по признаку, выбранному пользователем (рис.

10).

Все отношения в логической модели данных ИС удовлетворяют удовлетворяют требованиям четвертой нормальной формы. Результирующие таблицы физической модели данных сгенерированы так, чтобы учитывать особенность современных СУБД по автоматическому поддержанию целостности данных.

Основные результаты работы 1. Для нестационарных задач о взаимодействии солитона с частично или полностью погруженными в идеальную однородную несжимаемую жидкость препятствием установлено влияние амплитуды волны A, высоты (или зазора) h и протяженности a препятствия на следующие характеристики: максимальный заплеск, амплитуда прошедшей волны ap, амплитуда отраженной волны ao и нагрузки на твердых границах Ps. Для различных значений амплитуды A набегающей волны, протяженности препятствия a и высоты (или зазора) h получены таблицы изменения параметров максимального заплеска, амплитуды прошедшей ao и отраженной волны ap, а также изменения динамической нагрузки Ps. Выявлены эффекты сильной деформации свободной границы ”опрокидывание волн” в зависимости от геометрических характеристик препятствия.

2. Для задачи о генерации поверхностных волн движением оползня получены волновые режимы в зависимости от начального залегания d, толщины h, протяженности b и законов движения оползня. Установлено, что изменение геометрических параметров и схемы движения оползня, приводит к разным картинам формирования цуга волн различной амплитуды, движущихся к берегу и от него. Выявлены эффекты ”опрокидывания волн” в зависимости от геометрических характеристик оползня.

3. Создан параллельный алгоритм метода граничных элементов, применяемого для решения задач механики жидкости.

4. Разработана проблемно-ориентированная оболочка для информационной поддержки вычислительного эксперимента для задач идеальной несжимаемой жидкости со свободными границами.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Афанасьев, К. Е. Распределенный пакет прикладных программ "AKORD"для проведения вычислительных экспериментов / А. М.

Гудов, Е. Н. Березин [и др.] // Моделирование, вычисления, проектирование в условиях неопределенности 2000: тр. междунар. науч.

конф - Уфа, 2000. - С. 47-57.

2. Афанасьев, К. Е. Интегрированная система поддержки численного эксперимента "AKORD"/ К. Е. Афанасьев, А. М. Гудов, Е. Н. Березин [и др.] // Вестник КемГУ. - Кемерово, 2000. - № 4. - С. 82-92.

3. Березин, Е. Н. Исследование эволюции свободных границ при взаимодействии уединенной волны с препятствием / Е. Н. Березин // Новые технологии и математическое моделирование: матер. Всерос.

науч.-практ. конф. - Анжеро-Судженск, 2002. - C. 28-30.

4. Афанасьев, К. Е. Моделирование нелинейных волновых течений при взаимодействии уединенных волн с препятствием / К. Е. Афанасьев, Е. Н. Березин // Информационные недра Кузбасса: матер. науч.

практ. конф. - Кемерово, 2003. - С. 222-224.

5. Березин, Е. Н. Моделирование взаимодействия солитона с частично погруженным в жидкость телом / Е. Н. Березин // Наука и практика: Диалоги нового века: матер. Всерос. конф. - Анжеро-Судженск, 2003. - C. 32-35.

6. Березин, Е. Н. Численное моделирование поверхностных волн при взаимодействии уединенных волн с препятствием / Е. Н. Березин // Информационные недра Кузбасса: матер. науч. практ. конф. – Кемерово, 2004. - С. 235-238.

7. Afanasiev, K. E. Numerical modeling of surface waves interaction with a solid partially submerged into the fluid / K. E. Afanasiev, E. N. Berezin // High Speed Hydrodynamics. - June 2004. - P. 145-150.

8. Березин, Е. Н. Анализ динамических характеристик при взаимодействии уединенной волны с препятствием / К. Е. Афанасьев, Е. Н.

Березин // Вычислительные технологии. - 2004. - Т. 9, № 3 - С. 22-37.

9. Березин, Е. Н. Трансформация солитона при воздействии с подводным препятствием / Е. Н. Березин // Информационные недра Кузбасса: матер. науч. практ. конф. - Кемерово, 2005. - С. 186-190.

10. Афанасьев, К. Е. Численное моделирование движения уединенной волны над подводным препятствием / К. Е. Афанасьев, Е. Н. Березин // Вычислительные технологии. - 2005. - Т. 10, № 2. - С. 15-26.

11. Березин, Е. Н. Применение средств параллельного программирования для численного моделирование движение оползня / Е. Н. Березин // Гидродинамика больших скоростей и численное моделирование: сб. тр. III Междунар. науч. летней школы - Кемерово, 2006. С. 333-339.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»