Применение многопроцессорной вычислительной техники для решения задач внутренней баллистики

Авторы

  • И.В. Семенов Институт автоматизации проектирования РАН (ИАП РАН)
  • П.С. Уткин Институт автоматизации проектирования РАН (ИАП РАН)
  • И.Ф. Ахмедьянов Институт автоматизации проектирования РАН (ИАП РАН)
  • И.С. Меньшов Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН)

Ключевые слова:

внутренняя баллистика, численное моделирование, высокопроизводительные параллельные вычисления

Аннотация

Рассмотрены математическая модель, вычислительный алгоритм и методика его распараллеливания для решения задач внутренней баллистики в квазиодномерном приближении на многопроцессорных ЭВМ. Проведено сравнение разработанного программного комплекса с наиболее известными зарубежными пакетами прикладных программ для решения аналогичного класса задач на примере тестовой задачи AGARD. Разработанный программный комплекс может быть использован для решения широкого спектра задач, связанных как с гражданскими приложениями (функционирование газогенераторов, ракетных двигателей на твердом топливе, пороховых зарядов для срабатывания систем тушения пожаров и др.), так и с приложениями специального назначения для проектного предсказательного моделирования внутрибаллистического процесса в ствольных системах. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (код проекта 09-01-12073-офи_м). Статья рекомендована к публикации Программным комитетом Международной научной конференции «Параллельные вычислительные технологии» (ПаВТ-2011; http://agora.guru.ru/pavt2011).

Авторы

И.В. Семенов

Институт автоматизации проектирования РАН (ИАП РАН)
2-ая Брестcкая ул, 19/18, 123056, Москва
• старший научный сотрудник

П.С. Уткин

Институт автоматизации проектирования РАН (ИАП РАН)
2-ая Брестcкая ул, 19/18, 123056, Москва
• научный сотрудник

И.Ф. Ахмедьянов

Институт автоматизации проектирования РАН (ИАП РАН)
2-ая Брестcкая ул, 19/18, 123056, Москва
• младший научный сотрудник

И.С. Меньшов

Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН (ИПМ РАН)
Миусская пл., 4, 125047, Москва
• ведущий научный сотрудник

Библиографические ссылки

  1. Серебряков М.Е. Внутренняя баллистика ствольных систем и пороховых ракет. М.: Оборонгиз, 1962.
  2. Klemens R., Gieras M., Kaluzny M. Dynamics of dust explosions suppression by means of extinguishing powder in various industrial conditions // J. of Loss Prevention in the Process Industries. 2007. 20, № 4-6. 664-674.
  3. Porterie B., Loraud J.C. An investigation of interior ballistics ignition phase // Shock Waves. 1994. 4. 81-93.
  4. Хоменко Ю.П., Ищенко А.Н., Касимов В.З. Математическое моделирование внутрибаллистических процессов в ствольных системах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999.
  5. Русяк И.Г., Ушаков В.М. Внутрикамерные гетерогенные процессы в ствольных системах. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2001.
  6. Nusca M.J., Controy P.J. Multiphase CFD simulations of solid propellant combustion in gun systems // Proc. of DoD High Performance Computing Modernization Program 2001 Users Group Conference. Biloxi, MS, 18-21 June 2001.
  7. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. 1. М.: Наука, 1987.
  8. Чудновский А.Ф. Теплообмен в дисперсных средах. М.: Гостехиздат, 1954.
  9. Захаренков В.Ф. Полуэмпирический метод расчета теплообмена в гладких и шероховатых трубах при течении горячих газовых потоков // Тр. Междунар. научно-практической конференции «Третьи Окуневские чтения». Санкт-Петербург. 24-29 июня 2002 г. 2. СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2002. 176-185.
  10. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче. М.: Госэнергоиздат, 1958.
  11. Ergun S. Fluid flow through packed columns // Chemical Engineering Progress. 1952. 48, N 2. 89-94.
  12. Barth T., Ohlberger M. Finite volume methods: foundation and analysis // Encyclopedia of Computational Mechanics. 2004. 1. 439-470.
  13. Годунов С.К., Забродин А.В., Иванов М.Я., Крайко А.Н., Прокопов Г.П. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.: Наука, 1976.
  14. Куликовский А.Г., Погорелов Н.В., Семенов А.Ю. Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений. М.: Физматлит, 2001.
  15. Woodley C., Carriere A., Franco P., Groger T., Hensel D., Nussbaum J., Kelzenberg S., Longuet B. Comparisons of internal ballistics simulations of the AGARD gun // Proc. of 22nd International Symposium on Ballistics. Vancouver, Canada, November 2005. 338-346.
  16. Gollan R.J., Johnston I.A., O’Flaherty B.T., Jacobs P.A. Development of gasbar: a two-phase flow code for the interior ballistics problem // Proc. of 16th Australasian Fluid Mechanics. Crown Plaza, Gold Coast, Australia, 2-7 December, 2007. 295-302.
  17. Longuet B., Pieta P.D., Franco P., Legeret G., Papy A., Boisson D., Reynaud C., Millet P., Taiana E., Carrere A. Mobidic-NG: a 1D/2D CFD code suitable for interior ballistics and vulnerability modelling // Proc. of 22nd International Symposium on Ballistics. Vancouver, Canada, November, 2005. 362-371.
  18. Семенов И.В., Меньшов И.С., Ахмедьянов И.Ф., Уткин П.С., Марков В.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ N 2011610905 «Программный комплекс БАРС-1МП».
  19. Закаменных Г.И., Чернов В.В., Абдуллин А.К., Семенов И.В., Уткин П.С., Лебедева А.Ю., Ахмедьянов И.Ф. Экспериментальное и численное исследование влияния положения модульного заряда на характеристики выстрела // Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции «Фундаментальные основы баллистического проектирования». Санкт-Петербург, 28 июня-2 июля 2010 г. 1. СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2010. 119-122.

Загрузки

Опубликован

11-04-2011

Как цитировать

Семенов И., Уткин П., Ахмедьянов И., Меньшов И. Применение многопроцессорной вычислительной техники для решения задач внутренней баллистики // Вычислительные методы и программирование. 2011. 12. 183-193

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)