Параллельные вычисления при решении задач аэрогидродинамики методом крупных частиц

Рассмотрены задачи обтекания тел различной геометрической формы при различных скоростях набегающего потока (дозвуковых и сверхзвуковых) в плоском и осесимметричном случаях во всем диапазоне проницаемости: от непротекания до свободного течения. Приведены описания программ по расчету трехмерных нестационарных задач с учетом гравитационного поля (задач неустойчивости Рэлея - Тейлора) с помощью разностной схемы метода крупных частиц на треугольной, шестиугольной и ортогональной расчетных сетках.

К учебному пособию прилагается компакт-диск, содержащий тексты 20 рабочих программ на алгоритмическом языке ФОРТРАН, предназначенных для решения задач аэрогидродинамики с помощью ППП "КРУЧА-2".

Для студентов кафедры ИУ-9 "Высокопроизводительные компьютерные системы и технологии" факультета "Информатика и системы управления" МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Список литературы

1. Давыдов Ю.М. Крупных частиц метод // Математич. энцикл. Т. 3. М.: Сов. энцикл., 1982. С. 125–129.
2. Давыдов Ю.М. Крупных частиц метод // Математич. энцикл. слов. М.: Сов. энцикл., 1988. С. 303–304.
3. Davydov Y.M. Large-Particle Method // Encyclopaedia of Mathematics. Vol. 5. Dordrecht; Boston; London: Kluwer Academic Publishers, 1990. P. 358–360.
4. Бурцев В.С. Вычислительные машины с нетрадиционной архитек-турой суперВМ // Сб. науч. тр. / Под ред. В.С. Бурцева. М.: ВЦКП РАН, 1994. Вып. 2. 195 с.
5. Численное исследование актуальных проблем машиностроения и механики сплошных и сыпучих сред методом крупных частиц: В 5 т. / Ю.М. Давыдов, М.Ж. Акжолов, П.М. Алабужев и дp.; Под ред. Ю.М. Давыдова. М.: НАПH, 1995. 1658 с
6. Давыдов Ю.М. Метод крупных частиц на треугольной сетке // Докл. на 1-й Всесоюз. конф. «Метод крупных частиц: теория и прило-жения». М.: ИПК АН СССР, 1985. С. 27–30.
7. Давыдов Ю.М. Проблемы численного моделирования неустойчи-вости Рэлея — Тейлора // Современ. проблемы механики и машино-строения. М.: ВИНИТИ, 1986. С. 35.
8. Давыдов Ю.М. Исследование рэлей-тейлоровской неустойчивости / АН СССР. Дальневосточ. отд-ние. Ин-т морск. геологии и геофизики. Владивосток, 1991. 84 с.
9. Юшу Чен, Джен Шю. О бифуркациях нелинейных систем с пара-метрическим возбуждением // Докл. Академии наук. 1997. Т. 357, № 3. С. 313–316.
10. Yushu Chen, Jian Xu. Universal Classification of Bifurcating Solution to a Primary Parametric Resonance in Van der Pol — Duffing — Mathicu's systems // Science in China. Series A. 1996. Vol. 39, No 4. P. 405–417.
11. Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М. Метод крупных частиц в га-зовой динамике. Вычислительный эксперимент. М.: Наука, 1982. 392 с.
12. Жуковский Н.Е. Теоретическое исследование о движении подпоч-венных вод (1889) // Полн. собр. соч. Т. 7. М.: Гостехиздат, 1937. С. 9–33
13. Жуковский Н.Е. Просачивание воды через плотины // Полн. собр. соч. Т. 7. М.: Гостехиздат, 1937. С. 325–363.
14. Жуковский Н.Е. О влиянии давления на насыщенные водою пески // Собр. соч. Т. 7. М.: Гостехиздат, 1950. С. 73–89
15. Христианович С.А. Движение грунтовых вод, не следующих за-кону Дарси // ПММ. 1940. Т. IV, вып. 1. С. 33–52.
16. Христианович С.А. О движении газированной жидкости в порис-тых средах // ПММ. 1941. Т. 10, вып. 2. С. 277–282.
17. Христианович С.А. Неустановившееся движение жидкости и газа в пористой среде при реальных изменениях давления по времени при больших градиентах пористости // Физ.-техн. проблемы разработки по-лезных ископаемых. 1985. № 1. С. 3–16.
18. Христианович С.А., Михлин С.Г., Девисон Б.Б. Некоторые новые вопросы механики сплошной среды / Под ред. С.А. Христиановича. Л.; М.: Изд-во АН СССР, 1938. 400 с.
19. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Наука, 1977. 664 с
20. Полубаринова-Кочина П.Я., Фалькович С.В. Теория фильтрации жидкостей в пористых средах (обзор) // ПММ. 1947. Т. 11, № 6. С. 629–674.
21. Подземная гидравлика / К.С. Басниев, А.М. Власов, И.Н. Кочина, В.М. Максимов. М.: Недра, 1986. 303 с.
22. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидромеха-ника. М.: Недра, 1993. 416 с.
23. Рахматулин Х.А. Теория раскрытия парашюта // Техника воздуш. флота. 1940. № 8. С. 79–89.
24. Рахматулин Х.А. Обтекание проницаемого тела // Вест. Моск. ун-та. Сер. физ.-мат. и естеств. наук. 1950. № 3. С. 3–21.
25. Рахматулин Х.А. Теория осесимметричного парашюта // Науч. тр. Ин-та механики МГУ. 1975. № 35. С. 3–35.
26. Давыдов Ю.М. Иерархическая система кинематических и динами-ческих условий проницаемости // II Междунар. симп. «Актуальные про-блемы механики сплошных и сыпучих сред». М.: НАПН, 1999. С. 74.
27. Давыдов Ю.М., Акжолов М.Ж. Численные модели граничных ус-ловий при течении среды через полупроницаемой слой // Всеросс. науч. конф. «Фундаментальные проблемы нефти и газа»: Тез. докл. М.: Гос. акад. нефти и газа им. И.М. Губкина, 1996. С. 87.
28. Давыдов Ю.М., Акжолов М.Ж. Структуры течений при обтекании полупроницаемого тела // Юбилейный междунар. симп. «Актуальные про-блемы механики сплошных и сыпучих сред». М.: НАПН, 1997. С. 27–28.
29. Давыдов Ю.М., Акжолов М.Ж. Решение сложных задач матема-тической физики на многопроцессорном вычислительном комплексе «Эльбрус-2» методом крупных частиц // Вычислительные машины с нетрадиционной архитектурой. СуперВМ: Сб. науч. тр. / Под общ. ред. В.С. Бурцева. М.: ИВВС РАН, 1997. Вып. 6. С. 130–148.
30. Давыдов Ю.М., Акжолов М.Ж. Исследование нелинейных задач парашютостроения на многопроцессорном вычислительном комплексе «Эльбрус-2» методом крупных частиц // Вычислительные машины с нетрадиционной архитектурой. СуперВМ: Сб. науч. тр. / Под общ. ред. В.С. Бурцева. М.: ИВВС РАН, 1998. Вып. 7. С. 108–123.
31. Давыдов Ю.М., Акжолов М.Ж. Моделирование обтекания полу-проницаемого тела на основе линейной кинематической модели методом крупных частиц // Математическое моделирование систем и процессов: Сб. науч. тр. Пермь: Пермс. гос. техн. ун-т, 1998. № 6. С. 24–29.
32. Акжолов М.Ж. Постановка граничных условий при обтекании по-лупроницаемого тела // Юбилейный междунар. симп. «Актуальные про-блемы механики сплошных и сыпучих сред». М.: НАПН, 1997. С. 13.
33. Акжолов М.Ж. Обтекание полупроницаемых тел с граничными условиями Давыдова // Математическое моделирование в естественных науках: Тез. докл. Всеросс. конф. молодых ученых. Пермь: Пермский гос. техн. ун-т, 1998. С. 28–29.
34. Акжолов М.Ж. Исследование методом крупных частиц Давыдова обтекания проницаемых тел // II Международ. симп. «Актуальные про-блемы механики сплошных и сыпучих сред». М.: НАПН, 1999. С. 73.
35. Акжолов М.Ж. Исследование обтекания проницаемых тел и дру-гих задач аэрогидродинамики методом крупных частиц на МВК «Эль-брус-2»: Дис. … канд. физ.-мат. наук / Науч. рук. Ю.М. Давыдов. Ин-т высокопроизводит. вычислит. систем РАН. М., 1998. 267 с.
36. Бурцев В.С. Параллелизм вычислительных процессов и развитие архитектуры суперЭВМ. М.: ИВВС РАН, 1997. 152 с.
37. Давыдов Ю.М., Давыдова И.М. Об отображении проблем вычис-лительной математики на архитектуру вычислительных систем // Мате-матические методы управления и обработки информации / МФТИ. М., 1983. С. 4–18.
38. Давыдова И.М., Давыдов Ю.М. Параллельность вычислений и влияние архитектуры вычислительных комплексов на структуру алго-ритмов // Комплексы программ математической физики. Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР. 1984. С. 70–81.
39. Давыдова И.М., Давыдов Ю.М. Об особенностях решения вычис-лительных задач на современных и перспективных высокопроизводи-тельных системах // Вычислительные процессы и системы / Под ред. Г.И. Марчука. М.: Наука, 1985. Вып. 2. С. 165–1
40. Давыдова И.М., Давыдов Ю.М. Разработка алгоритмов и про-грамм решения задач газовой динамики и физики плазмы для векторно-конвейерной вычислительной машины. Владивосток: НИИ автоматич. устройств, ИМГиГ ДВО АН СССР, 1990. 40 с.
41. Бабаян Б.А., Сахин Ю.Х. Система Эльбрус // Программирование. 1980. № 6. С. 72–86.
42. Давыдов Ю.М. Пакет прикладных программ КРУЧА. М.: ВЦ АН СССР, 1979. 150 с.
43. Бурцев В.С. Анализ результатов испытаний МВК «Эльбрус-2» и дальнейшие пути его развития: Препр. № 208 / ОВМ АН СССР. М., 1988. 32 с.
44. Абалакин И.В., Довман С.Г. Оценка эффективности крупноблоч-ного распараллеливания газодинамических задач на МВК «Эльбрус-2»: Препр. № 7 / ВЦКП АН СССР. М., 1991. 14 с.
45. Довман С.Г. Эффективное программирование в системе «Фортран — Эльбрус»: Препр. № 7 / ИВВС РАН, М., 1995. 16 с
46. Клабуков В.Я., Косолапов Е.А. Метод дискретных направлений для расчета переноса энергии излучения в высокотемпературных энерге-тических установках // Проблемы повышения эффективности судовых энергетических установок. Межвуз. сб. Горький: ГПИ, 1988. С. 78–82.
47. Косолапов Е.А. Расчет отраженных лучей на гексагональной рас-четной сетке методом крупных частиц // Докл. на 3-й Всесоюз. конф. «Метод крупных частиц: теория и приложения». М.: НАПН, 1989. С. 37–40.