Р. Г. Стронгина. Ниж- ний Новгород: Изд-во Нижегородского университета, 2002, 217 с
ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ
жүктеу/скачать 1,64 Mb. Pdf көрінісі
|
| ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ
МАКРОКИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРОТОЧНЫХ АППАРАТАХ А.М.Кутьин, И.Г. Славутин, Л.В. Смирнов Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Практическая необходимость, определяемая началом проектных и опытно-конструкторских работ по созданию объекта по уничтожению запасов химического отравляющего вещества люизита, обусловила разработку средств математического моделирования процессов и ап- паратов. Математическим ядром для построения такой системы явилась макрокинетическая модель химических и фазовых превращений в реа- гирующих потоках. При опоре на законы и методы неравновесной хи- мической термодинамики основу этой модели составляют уравнения балансов массы и энергии в потоках, записанные с учетом упрощенной гидродинамической структуры, характеризуемой критериальными со- отношениями подобия. При этом протекающие в потоках и на меж- фазных границах физико-химические процессы рассматриваются как источники вещества и энергии. По своей математической структуре данная макрокинетическая модель в ее стационарном варианте сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений достаточно большой размерности с не- линейными правыми частями. Частный вариант этой модели может быть сформулирован как задача Коши, численно решаемая методами Рунге-Кутта (так называемая прямая задача). Как и любая ориентированная на практическое использование сложная модель, и данная в том числе, на деле нуждается в средствах «настройки» по пробным или тестовым экспериментальным данным. Указанные средства настройки призваны восполнить недостаточность теоретических оценок ряда параметров, а иногда и невозможность та- ких оценок. Наибольшее число эмпирических параметров используе- мая модель объективно содержит в кинетической своей части. По сути эмпирическим является и выбор уравнений, определяющих кинетиче- скую схему. Нахождение всех этих настроечных параметров есть суть решения обратных задач, которые на практике представляют больший интерес, 92 нежели прямые задачи, так как их решение позволяет глубже изучить процесс. Решение обратной задачи является намного более трудоемким, т.к. сводится к задаче глобальной оптимизации функции многих перемен- ных (Для вычисления значения функции в точке многомерного про- странства необходимо решить прямую задачу). В существующем варианте программной реализации модели уже предпринята относительно успешная попытка применения параллель- ных вычислений при решении обратных задач. На базе механизма DCOM реализована возможность использования нескольких компью- теров для решения обратной задачи в случае работы с несколькими наборами экспериментальных значений. Каждый компьютер в этом случае вычисляет значение невязки для своего набора эксперимен- тальных данных, так называемый параллелизм на уровне отдельно выполняемых заданий или распределенные вычисления. Однако, при- менение более низкоуровневых способов, например, распараллелен- ных алгоритмов глобальной оптимизации, может существенно расши- рить круг обратных задач, решаемых с использованием параллельных вычислений. жүктеу/скачать 1,64 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|