РОССИЯ 
Проект: ИВВиБД/IEED

Пакеты прикладных программ решения интегральных уравнений электродинамики применительно к проволочным структурам и металлическим поверхностям.

Основные разработчики

Институт Высокопроизводительных Вычислений и Баз Данных (ИВВиБД),
с.н.с. Никитин Алексей Владимирович,
с.н.с. Решетняк Валентин Григорьевич.

Тип проекта

Программная система, приложение.

Краткое описание

Решение широкого круга прикладных задач электродинамики требует расчета распределения токов на металлических объектах сложной формы. Значительная часть таких объектов является проволочными структурами или металлическими поверхностями (телами). Применительно к 3-мерным объектам сложной геометрии наиболее эффективным является известный метод интегро-дифференциальных уравнений для продольных проволочных токов и интегральных уравнений для поверхностного тока. Для решения этих уравнений разработаны два пакета программ.

Проволочная структура (ПС) может быть расположена в однородной бесконечной среде, на/над идеально проводящей плоскостью, а также в двуслойной среде, что посволяет рассчитывать ПС полностью или частично погруженные в проводящий грунт. Для вычисления функций Грина двуслойной среды разработан эффективный хорошо векторизуемый алгоритм. ПС может содержать произвольное количество линейных элементов с сосредоточенными параметрами: генераторы тока и напряжения, резисторы, конденсаторы, индуктивности, а также составные многополюсники. Пакет программ включает в себя средства моделирования воздействия на ПС близкого и прямого удара молнии.

Пакет программ расчета токов на металлических поверхностях (МП) предназначен для решения 3-мерных задач электромагнитной дифракции применительно к МП произвольной геометрии, расположенным в однородной среде или на/над идеально проводящей плоскостью. Существующая версия пакета позволяет для замкнутых МП решать интегральное уравнение магнитного поля, интегро-дифференциальное уравнение электрического поля и комбинированное уравнение. Разрабатывается версия пакета для расчета незамкнутых МП.

Пакеты программ реализованы на векторно-параллельных суперкомпьютерах CONVEX C-34 и C-38, поэтому при их разработке особое внимание было уделено построению хорошо векторизуемых алгоритмов. Оба пакета имеют собственный входной язык, развитую систему диагностики ошибок, средства интерактивного взаимодействия по сети Internet с удаленным пользователем, работающим на компьютере типа IBM PC, а также средства визуализации на IBM PC самих объектов (ПС и МП) и результатов расчетов: поля в дальней зоне и распределения токов на МП.

Область применения

Пакеты программ могут быть использованы:

  • при разработке антенн и излучателей различного назначения и оптимизации их параметров;
  • для расчета радиолокационных характеристик летательных аппаратов и других объектов;
  • при проектировании систем обнаружения подземных объектов методом электромагнитного подповерхностного зондирования;
  • для разработки средств защиты от токов и напряжений, наведенных в объектах сильными внешними токами и электромагнитными полями естественного и искусственного происхождения (молния, ядерный ЭМИ и др.);
  • при разработке мощных импульсных излучателей, предназначенных для радиолокационного обнаружения целей-"невидимок" (stealth-целей), имитации ядерного ЭМИ, поражения радиоэлектронной аппаратуры наземных и воздушных целей (излучатели типа "электромагнитный снаряд");
  • и др.
Завершенность проекта

Прототипы пакетов программ, разработанные для ЕС ЭВМ, использовались для решения ряда военно-прикладных задач. В конце 80х - начале 90х годов они были переданы для использования в несколько организаций оборонных отраслей промышленности.

Контакты, ссылки на доп. информацию

198005, С.-Петербург, наб.реки Фонтанки 118, офис 49.
Никитин Алексей Владимирович.
Тел: +7 (812) 251-9092 (+42), Факс: +7 (812) 251-8314
E-mail: nik@fn.csa.ru
WWW: http://www.csa.ru/comphyga/gasdyn_r.htmr
.


© Лаборатория Параллельных Информационных Технологий, НИВЦ МГУ
Rambler's Top100