Введение
1 Моделирование взаимодействия волнового фронта с массивом растительности 15
1.1 Постановка задачи 15
1.1.1 Модель 15
1.1.2 Исследуемые виды лесных массивов 17
1.1.3 Виды возмущений 18
1.2 Численная методика 21
1.2.1 Двумерная постановка задачи 22
1.2.2 Задача о распаде разрыва 22
1.2.3 Разностная задача 25
1.3 Тестирование корректности численной методики 26
1.3.1 Тестирование на одномерных задачах 26
1.3.2 Тестирование на задачах сверхзвукового обтекания тел с угловой точкой 28
2 Результаты моделирования взаимодействия волнового фронта с массивом растительности 32
2.1 Распространение нелинейного акустического сигнала 33
2.1.1 Скорость диссипации 33
2.1.2 Основные этапы взаимодействия 36
2.2 Распространение ударной волны 41
2.2.1 Основные этапы взаимодействия 42
2.3 Распространение гармонического акустического сигнала 47
2.3.1 Скорость диссипации монохроматического сигнала 47
2.3.2 Влияние подстилающей поверхности 49
2.3.3 Наличие приземного ветра 50
2.4 Заключение 53
3 Моделирование взаимодействия волнового фронта с лесными массивами с учетом разрушения растительности 56
3.1 Постановка задачи 57
3.1.1 Постановка начальных условий типа «взрыв в полете» 58
3.2 Движение продуктов взрыва в атмосфере 58
3.2.1 Структура возмущения до столкновения с поверхностью земли . 59
3.3 Моделированию разрушения растительных массивов высоконапорными потоками газа 65
3.3.1 Обзор существующих подходов 65
3.3.2 Иерархия моделей разрушения 67
3.3.3 Модель разрушающегося лесного массива 68
3.3.4 Модель разрушения с учетом перераспределения элементов растительности по высоте 69
3.3.5 Алгоритм моделирования разрушения лесостоя 73
3.4 Результаты моделирования 76
3.4.1 Моделируемые ситуации 76
3.4.2 Простая пороговая модель 77
3.4.3 Модель с учетом обрушения растительности 82
3.4.4 Модель с учетом образования завалов 84
3.4.5 Влияние типа модели на скорость диссипации возмущения . 87
3.4.6 Результаты моделирования для случаев больших высот взрыва . 89
3.5 Заключение 91
4 Комплекс параллельных программ для моделирования взаимодействия газодинамических возмущений с жесткими и проницаемыми препятствиями 93
4.1 Архитектура программного комплекса 94
4.1.1 Конфигурация расчетной области 96
4.1.2 Вычислительное ядро 97
4.1.3 Ввод/вывод 98
4.1.4 Окончательная обработка и визуализация данных 99
4.2 Параллельная реализация вычислительного ядра 100
4.2.1 Системы с общей памятью 101
4.2.2 Системы с разделенной памятью 103
4.3 Заключение 107
Основные выводы 108
Литература 110
