Введение к работе
і Актуальность темы. Численное моделирование является одним
из эффективных методов теоретического исследования динамических процессов. В частности, такой подход широко применяется при изучении кинетики высокотемпературных физико-химических процессов, протекающих в технических устройствах. Исследования в этой области весьма актуальны п образуют теоретический базис при проектировании ресурсосберегающих и экологически чистых технологий. Решение подобных задач связано с неполнотой информации о параметрах моделей, необходимостью исследования качества используемых численных методов, подготовкой достоверной входной информации, а также необходимостью визуализации и отображения результатов. Перечисленные проблемы являются достаточно общими проблемами численного моделирования и, как правило, входят в комплекс предмодельных исследований. Диссертационная работа посвящена автоматизации следующих задач предмодельных исследований в области кинетики высокотемпературных физико-химических процессов:
исследование численных методов решения жестких систем ОДУ;
подготовка и апробация достоверных начальных данных;
тестирование набора соответствующих алгоритмов и программ решения жестких систем ОДУ;
сравнительный анализ и генерация эффективных программ, настроенных на решение' специализированного класса задач.
ТТялг.ш рягіотн является разработка и реализация программно-. испытательного стенда (ПРИСТ) для автоматизированной генерации эффективных пакетов прикладных программ, предназначенных для численного моделирования динамических процессов на примере задач химической кинетики.
Научную новизну работы составили:
- функциональное наполнение ПРИСТ, разработанное на основе системного анализа современного состояния теории численных методов решения жестких систем ОДУ;
- одношаговые линейно-неявные методы, разработанные на
основе предложенной модификации методов типа Розенброка-Ваннера,
и результаты исследования одношаговых линейно-неявных методов,
вошедших в библиотеку методов ПРИСТ, позволившие выявить области их эффективного применения;
- разработанный и реализованный ПРИСТ диалогового типа,
включающий предложенные методы и алгоритмы, а также информа
ционное обеспечение, предназначенное для автоматизации процессов
предмодельных исследований и создания эффективных программ
для численного моделирования задач химической кинетики.
Практическая панног,ть работы заключается в том, что разработанный программно-испытательный стенд (ПРИСТ):
- является эффективным и удобным инструментом создания
пакетов прикладных программ, настроенных на решение конкретного
класса задач, путем проведення машинных экспериментов с моделью;
позволяет автоматизировать процесс качественного исследования численных схем для решения систем ОДУ, различных способов оценок локальных погрешностей и регулирования шага интегрирования, а также выбора оптимального метода, что значительно сокращает временные и трудовые затраты при проведении предмодельных исследований;
результаты работы ПРИСТ являются необходимым элементом численного; моделирования динамических процессов в области химической кинетики.
Достоверность полученных результатов подтверждается проведением тестовых расчетов па известных модельных задачах и сравнением с численными исследованиями других авторов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на семинарах "Численные методы физической газовой динамики" - руководитель профессор У.Г.Пируыоп (МАИ, 1987 г., 1990 г.), на конференции молодых ученых факультета "Прикладная математика" МАИ (1990 г.), на Всесоюзной конференции "Диалог"Человек-ЭВМ" (Свердловск, 1989 г.).
Основное содержание диссертации отражено в публикациях U-61.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит 119 страниц машинописного текста, 23 рисунка, 3 таблицы. Список литературы содержит.76 наименований.
