Реализация программного обеспечения для решения задачи Коши с различными конфигурациями полей начальных данных и визуализации результатов математического моделирования течения тяжелой примеси
Аннотация:
В работе представлен метод подготовки данных и последующая визуализация решения задачи Коши, которая возникает при моделировании динамики примеси в потенциальных течениях, а также при моделировании динамики примеси в вязкой несжимаемой жидкости в цилиндрической области течения. Задача Коши решалась с использованием метода Рунге–Кутты 4-го порядка точности. Разработано программное обеспечение для решения задачи Коши в трехмерном пространстве, которое в автоматическом режиме визуализирует полученные результаты. Такая постановка задачи может применяться для моделирования динамики течения безынерционной недиффундирующей примеси, растворенной в жидкости, в случае, когда векторное поле $\vec{V}$, являющееся решением задачи Коши, удовлетворяет уравнениям гидродинамики. Задача Коши рассматривается на целом множестве начальных данных, задающем поле распределения примеси в начальный момент времени. Разработанное программное обеспечение позволяет проводить вычисления с распределением по доступным ядрам ЭВМ на основе технологии OpenMP. В качестве средства визуализации использовалась библиотека MathGL. Представлены результаты тестирования программного обеспечения.
Ключевые слова:математическое моделирование, уравнение Навье–Стокса, метод Рунге–Кутты, задача Коши.
работа выполнена в рамках государственного задания ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН по теме No FNEF-2024-0001 «Создание и реализация доверенных систем искусственного интеллекта, основанных на новых математических и алгоритмических методах, моделях быстрых вычислений, реализуемых на отечественных вычислительных системах» (1023032100070-3-1.2.1).
Тип публикации:
Статья
Образец цитирования:
А. Д. Смородинов, Т. В. Гавриленко, А. О. Дубовик, Д. А. Моргун, “Реализация программного обеспечения для решения задачи Коши с различными конфигурациями полей начальных данных и визуализации результатов математического моделирования течения тяжелой примеси”, Успехи кибернетики, 5:2 (2024), 35–45
\RBibitem{SmoGavDub24}
\by А.~Д.~Смородинов, Т.~В.~Гавриленко, А.~О.~Дубовик, Д.~А.~Моргун
\paper Реализация программного обеспечения для решения задачи Коши с различными конфигурациями полей начальных данных и визуализации результатов математического моделирования течения тяжелой примеси
\jour Успехи кибернетики
\yr 2024
\vol 5
\issue 2
\pages 35--45
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/uk153}
\crossref{https://doi.org/10.51790/2712-9942-2024-5-2-04}