Введение
1 Постановка задачи 11
1.1 Сопряжённая задача динамики и аэрогидродинамики 13
1.2 Методы решения задачи механики 18
1.2.1 Идеальная среда 18
1.2.2 Вязкая среда 19
1.3 Требования к программной реализации 20
1.3.1 Производительность 20
1.3.2 Модифицируемость 21
1.3.3 Контролепригодность 22
1.3.4 Способность к взаимодействию 22
2 Численный алгоритм 25
2.1 Предварительные замечания 26
2.2 Обозначения 27
2.3 Вывод некоторых формул 31
2.3.1 Расход среды 31
2.3.2 Вклад угловой скорости в условие непротекания 34
2.4 Описание алгоритма 34
2.4.1 Общее описание алгоритма 35
2.4.2 Инициализация 36
2.4.3 Система линейных уравнений 39
2.4.4 Переход на следующий временной слой 44
2.4.5 Получение результатов расчёта 51
3 Архитектура и особенности 59
3.1 Высокоуровневая декомпозиция 60
3.1.1 Вычислительное ядро 60
3.1.2 Взаимодействие ядра с другими модулями 61
3.1.3 Препроцессор 62
3.1.4 Постпроцессор 62
3.1.5 Визуализация 63
3.1.6 Взаимодействие и размещение процессов 63
3.2 Архитектура вычислительного ядра 64
3.2.1 Разбор командной строки 64
3.2.2 Чтение файлов задания 65
3.2.3 Модуль «Пространство» 65
3.2.4 Модуль «Контейнер тел» 65
3.2.5 Модуль «Среда» 66
3.2.6 Модуль «Тело» 66
3.2.7 Модуль «Система уравнений» 67
3.2.8 Сохранение результатов 67
3.2.9 Вещественные числа 68
3.2.10 Протоколирование действий 68
3.3 Языки программирования и библиотеки 68
3.3.1 Языки программирования 69
3.3.2 Средства распараллеливания 70
3.3.3 Синтаксические анализаторы 72
3.4 Использование Т-системы 73
3.4.1 Т-система в среде Cygwin 73
3.4.2 MPI в среде Cygwin 75
3.5 Программы генерации тел различной формы 77
3.5.1 Цилиндр 78
3.5.2 Вертушка 80
3.5.3 Ротор Савониуса 81
3.5.4 Пластина конечной толщины 83
4 Результаты расчетов 86
4.1 Примеры решения различных задач 86
4.1.1 Вихрь Ламба 87
4.1.2 Цилиндр 94
4.1.3 Толстая пластина 94
4.1.4 Оперённый цилиндр 97
4.1.5 Эллиптический цилиндр 109
4.1.6 Тандемы из пластин и вертушек 114
4.1.7 Пластина и ротор Савониуса 118
4.2 Результаты распараллеливания 119
4.2.1 Сравнение Т-системы и MPI на гомогенном кластере 119
4.2.2 Сравнение Т-системы и MPI на гетерогенном кластере 123
Заключение 125
Список литературы
