Автоматизация предпроектных исследований в энергомашиностроении с использованием методов вычислительной гидродинамики

• Автор: Рыков, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 147 с. : ил.

1 Вопросы построения современных ИВС
1.1 ИВС для решения задач вычислительной гидродинамики, представленные в сети 1Шегпе1
1.1.1 ИВС СБОпе!
1.1.2 Еха е-СБИ
1.1.3 РРИ ШСБО
1.1.4 СНАМ Бтизегуе
1.2 Организация высокопроизводительных вычислений
1.2.1 Основные подходы построения кластерных систем
1.2.2 Программные средства параллельных вычислений
1.3 Переносимость и расширяемость программных средств
1.3.1 Программное обеспечение промежуточного слоя
1.3.2 Системы управления базами данных
1.3.3 Современные системы пакетной обработки
1.4 Организация пользовательского интерфейса, пре- и постпроцессор
1.5 Структура РИВС моделирования внутренних течений методами вычислительной гидродинамики
2 РИВС моделирования внутренних течений методами вычислительной гидродинамики
2.1 Вычислительный кластер
2.2 Управляющий сервер
2.2.1 Менеджер задач
2.2.2 Клиентская часть менеджера задач
3 Предметно-ориентированные средства подготовки и анализа расчетных данных РИВС
3.1 Препроцессор АВСИЕАО
3.1.1 Математическая модель решателя АВСИЕАО
3.1.2 Графический интерфейс препроцессора АВСИБАИ
3.2 Препроцессор
3.2.1 Математическая модель решателя БШБ
3.2.2 Графический интерфейс препроцессора
3.2.3 Библиотека автоматического построения графического интерфейса пользователя
3.2.4 Структура базовых классов препроцессора
3.3 Постпроцессор №Шео
3.4 База данных калибровочных расчетов
4 Численное исследование стационарных вихревых потоков в трехмерных
каналах энергоаппаратов
Заключение
Библиографический список

Актуальность проблемы. Стадия предпроектных исследований и
г'.'
расчетов является определяющей при разработке современных, сложных по форме и инженерной реализации энергетических устройств, изделий авиа- и судостроения, химических аппаратов, технологическое устройство которых основано на использовании явлений гидродинамического переноса в турбулентных и ламинарных, стационарных и нестационарных, вихревых течениях жидкости или газа. Успехи современной вычислительной гидродинамики позволяют заменить дорогостоящее лабораторное и натурное физическое моделирование. Современные вычислительные методы позволяют получить детальную информацию об сложнейших физических
у» явлениях, а при использовании соответствующих вычислительных ресурсов
получить в численном эксперименте результаты, иногда просто невозможные в лабораторной постановке.
Разработка вычислительных систем для САПР соответствует перечню научных направлений, утвержденному Постановлением Правительства РФ № 2727/п-П8 от 21 июля 1996 г., где, в частности, уделяется приоритет работам по темам: “1.6. Системы математического моделирования” и “2.6.
^ Интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и
управления”.
Методы вычислительной гидродинамики характеризуются использованием усложняющихся математических моделей и рациональных методов численного расчета, переходом на моделирование течений в геометрически сложных многосвязных областях самых различных объектов. В настоящее время традиционный подход к изолированному решению отдельных задач, настроенных на конкретные режимы и геометрию аппаратов, (с подбором подходящего численного метода, написанием в
V,'
каждом случае нового вычислительного кода, его отладкой и проведением расчета в условиях большого выбора трудно предсказуемых значений

Существует большое количество свободно доступных (NQS, DQS, OpenPBS, Condor) и коммерческих (LSF, Sun GridEngine, PBS PRO) СУПО. Важным моментом является соответствие СУПО стандарту на системы пакетной обработки POSIX 1003.2d, что обеспечивает взаимозаменяемость систем. Основные характеристики некоторых широко распространенных СУПО приведены в таблице 3.
Таблица 3 Основные характеристики некоторых СУПО
NQS DQS Sun GridEngine PBS Condor
Доступность исходных кодов да да нет да ограниченная
Соответствие POSIX 1003.2d да да да Да нет
Поддержка UNIX/NT да/нет да/нет только Linux и Solaris/нет да/нет да/да
Поддержка параллельных вычислений ограни- ченная PVM MPI MPI MPI/PVM
Графический интерфейс нет ограни- ченный да да +Web да
Поддержка GRID нет нет да Да да
В начале 90-х с появлением высокоскоростной инфраструктуры глобальных сетей начались активно обсуждаться идеи метакомпьютинга, то есть объединения территориально распределенных вычислительных ресурсов, в общем случае разнородных, для решения сложных ресурсоемких