Компьютерное моделирование. Рубрика в журнале - Математическая физика и компьютерное моделирование
Статья научная
В статье рассматривается задача многомерного геометрического хеширования. Предлагается способ построения соответствующей хеш-матрицы параллельным алгоритмом. В работе построен алгоритм параллельного геометрического хеширования с использованием шаблона «пул процессов». Реализация алгоритма выполнена с применением языка программирования Python и пакета NumPy для манипулирования многомерными данными. В качестве основы для пула процессов предложено использовать класс ProcessPoolExecutor модуля concurrent.futures, который входит в дистрибутив интерпретатора Python начиная с версии 3.2. Все решения представлены в статье соответствующими UML-диаграммами классов. Найденное обобщенное программное решение может быть использовано для реализации параллельных алгоритмов и других задач, которые могут быть описаны в терминах схемы пула процессов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены методы численного моделирования бимолекулярных реакций переноса электрона, контролируемых диффузионной подвижностью реагентов в растворителе и поляризационной динамикой среды. Сформулированы подходы к решению уравнений обобщенной интегральной теории встреч на основе рекроссинг-алгоритмов метода броуновского моделирования (РАМБМ). Предложены эффективные схемы расчета интегральных ядер уравнений теории. Обсуждаются вопросы повышения производительности вычислений за счет подбора весовой функции и перспективы реализации параллельных алгоритмов в аппаратно-программной среде CUDA.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты исследования точности и сходимости методов CSPH - TVD, MUSCL, PPM и WENO для решения уравнений идеальной газодинамики в одномерном случае на примере задачи о распаде разрыва.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе описан созданный на основе смешанного лагранжево-эйлерова подхода параллельный численный код для интегрирования уравнений газодинамики в трехмерном случае. Представлена методика распараллеливания, позволяющая эффективно использовать вычислительные ресурсы компьютерного кластера, состоящего из многопроцессорных узлов. Приведены результаты тестирования производительности, показавшие существенный рост скорости вычислений по сравнению с последовательной версией программы.
Бесплатно
Статья научная
В рамках теории возмущений по величине матричного элемента оптической связи донорного и акцепторного состояний ДАК получены выражения для плотности распределения ионных пар в конфигурационном пространстве, образованном маркусовой поляризационной координатой среды и расстоянием между реагентами. Проанализированы физические механизмы удаленного фотоиндуцированного переноса заряда в ДАК. Показано, что спектральный эффект в процессах сверхбыстрой рекомбинации зарядов может быть объяснен преимущественным образованием неконтактных ионных пар в процессе фотовозбуждения ДАК.
Бесплатно
Универсальный программный комплекс для решения многомерных вариационных задач
Статья научная
В статье рассматривается задача численного расчета равновесных поверхностей произвольной топологии в классе полигональных моделей. Такого рода поверхности являются решением вариационной задачи на минимум функционала типа площади при наличии ограничений интегрального вида. В статье представлено программное решение таких вариационных задач в двух вариантах. В первом - в виде пакета на языке Python, который реализован на базе пакета NumPy и интегрирован в среду 3D-моделирования Blender. Второй вариант предназначен главным образом для решения непараметрических вариационных задач и выполнен стандартными средствами C++.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты численного моделирования сложных аспирационных течений в приложении к очистке воздуха в промышленном цеху при производстве металла. Про- демонстрирована возможность формирования условий для развития неустойчивости Кельви- на - Гельмгольца, которая на существенно нелинейной стадии приводит к нестационарному ре- жиму течения воздуха.
Бесплатно
Численная схема на основе комбинированного подхода SPH-TVD: проблема моделирования сдвиговых течений
Статья научная
Обсуждается проблема численного моделирования сдвиговых течений, допускающих раз- витие неустойчивости Кельвина - Гельмгольца. Для модели мелкой воды показано, что числен- ный алгоритм cSPH-TVD (комбинированный SPH-TVD) адекватно описывает динамику неустой- чивости тангенциального разрыва.
Бесплатно
Численное моделирование когерентных оптических переходов в электрон-донорно-акцепторных комплексах
Статья научная
В работе рассмотрена простая двухуровневая модель электрон-донорно-акцепторного комплекса, взаимодействующего с коротким импульсом лазерного излучения в приближении слабого поля. В рамках теории возмущений по величине оптической связи получено аналитическое выражение для вероятности обнаружить частицу на терме возбужденного электронного состояния к моменту времени t. Полученное выражение может быть использовано для численного моделирования процессов оптической накачки донорно-акцепторных молекулярных систем в рамках метода броуновского моделирования. Показано, что предложенная модель в области своей применимости корректно описывает зависимость квантового выхода фотовозбуждения двухуровневой системы от разности между несущей частотой импульса накачки и собственной частотой квантовых переходов в двухуровневой системе.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе приведено численное решение задачи теплопроводности о взаимодействии межфазной трещины с внутренними трещинами в биматериале. Предполагалось, что трещины частично теплопроницаемы, а биматериал находится под воздействием теплового потока. Сингулярные интегральные уравнения задачи решены численно методом механических квадратур. Исследовано влияние угла наклона внутренних трещин и их расположения на коэффициенты интенсивности теплового потока в вершинах межфазной трещины для разных коэффициентов теплопроводности материалов.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрен метод решения начально-краевых задач для уравнения теплопроводности в областях произвольной формы, основанный на сведении исходной задачи к решению интегро-дифференциального уравнения. Интегральный оператор, порождающий это уравнение, обладает свойствами, позволяющими представить решение в виде разложения по собственным функциям оператора. Такой подход позволяет естественным образом учесть краевые условия Дирихле, Неймана третьего рода.
Бесплатно
Численный код для расчета аспирационных течений в промышленных цехах
Статья научная
Представлен предлагаемый дизайн численного кода для газодинамического моделирования аспирационных течений в промышленных цехах. Обоснован выбор метода для интегрирования уравнений газодинамики. Приведены возможные способы задания граничных условий для случая начального гидростатического равновесия.
Бесплатно
Статья научная
Создана информационная система для моделирования динамики и областей затопления участка Волго-Ахтубинской поймы. На основе проведенного численного гидродинамического моделирования и статистической обработки данных гидрологического мониторинга за период 2001-2006 гг. определены параметры, влияющие на затопление Волго-Ахтубинской поймы (ВАП) и водообеспеченность рукава Ахтуба. Разработаны две математические модели, входящие в состав программного комплекса Геоинформационной системы ВАП и обеспечивающие возможность построения карты затопления в зависимости от формы гидрографа и параметров, влияющих на затопление.
Бесплатно
