CC BY
12Информационные и вычислительные системы
141
Секция 9. ИНФОРМАЦИОННЫЕ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Development of regional environment digital twin
E. P. Gordov1-2, I. G. Okladnikov1,2
1 Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS 2Institute of Computational Technologies SB RAS Email: gordov@scert.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10240
Reported are first results of recently initiated development of Siberia environment digital twin aimed at study of the region response on the global change impact. This activity continues efforts devoted to development of reliable information-computational infrastructure to support investigations of on-going and potential climatic and socio-economical processes in the region [1-3]
Initial stage of this work was partially supported by the RFBR grant 16-07-01028. References
1. Gordov E. P., Lykosov V. N., Krupchatnikov V N., Okladnikov I.G, Titov A. G., Shulgina T. M. Computation-Informational Technologies for monitoring and modeling of climatic Changes and their consequences. 2013, Novosibirsk, Nauka, 199 p.
2. E Gordov, A Shiklomanov, I Okladnikov, A Prusevich and A Titov. Development of Distributed Research Center for analysis of regional climatic and environmental changes //IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2016. V. 48. 012033. DOI:10.1088/1755-1315/48/1/012033.
3. E. P. Gordov, I. G. Okladnikov, A. G. Titov, N. N. Voropay, A. A. Ryazanova, and V. N. Lykosov. Development of Information-computational Infrastructure for Modern Climatology. Russian Meteorology and Hydrology, 2018, Vol. 43, No. 11, pp. 722-728.
Решение задач математической физики на основе вычислительной системы ФМКИТ
B. С. Горшунов, Л. А. Голубева, В. П. Ильин
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Email: basil.gorshunov@gmail.com DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10242
Вычислительная система ФМКИТ (англ. Physical and Mathematical Kit (PHMKIT)) [1, 2] представляет собой набор средств для решения задач математической физики. Под вычислительной системой мы понимаем комплекс взаимодействующих компонентов, предназначенный для решения определенных вычислительных задач. Система ФМКИТ предполагает предоставление понятного графического интерфейса, построение геометрической и сеточной моделей и возможности графического представления таких моделей, а также решение физико-математических задач на таких структурах данных. ФМКИТ базируется на ИИПП "Гербарий" [3].
В настоящей работе были исследованы геометрические и сеточные модели, а также применимость решателей для конкретных задач на этих моделях, разработан набор тестов. Сформированы предпосылки для создания базы знаний для вычислительной системы, которая включает в себя различные методы и способы построения геометрической и сеточной моделей, методы решения физико-математических задач [4]. Такая база знаний в дальнейшем может составить основу для автоматизации решения задач различными методами и разработки модели управления вычислительной системой с помощью базы знаний, представленной в виде семантической сети.
В настоящей статье рассматривается тестирование системы ФМКИТ и демонстрируется решение конкретных задач на ней.
Список литературы
1. Голубева Л. А., Горшунов В. С., Ильин В. П., Эрдыниев Э. Б. Программный комплекс для решения 3-мерных задач математической физики на основе концепции БСМ. Труды Международной конференции "Вычислительная математика и математическая геофизика", посв. 90-летию со дня рождения акад. А. С. Алексеева. 2018.
C. 126-132.
142
Секция 9
2. Горшунов В. С., Голубева Л. А., Ильин В. П. Алгоритмы построения квазиструктурированных сеточных моделей для программного комплекса на основе концепции БСМ. "Марчуковские научные чтения-2019". Тезисы Международной конференции. 2019. С. 112-113.
3. ГЕРБАРИЙ. [Электрон. ресурс]. URL: http://tflex.ru/about/publications/detail/index.php?ID=3846 (дата обращения: 02.02.2020).
4. Голубева Л. А., Горшунов В. С., Ильин В. П. Управление посредством семантической сети прикладным программным комплексом для решения задач математической физики. Вестник СибГУТИ, 2019, № 3. С. 55-62.
Алгоритм вычисления значения интенсивности в пикселях фотореалистических интерференционных картин
В. А. Дебелов
Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН
Email: debelov@oapmg.sscc.ru
DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10244
В работах, посвященных рендерингу 3D сцен с учетом интерференции [1-2 и др.], превалирует подход, который можно охарактеризовать как разработку "метода встраивания в существующие рендеры" (как RGB-рендеры, так и спектральные) "возможности" учета явления интерференции. В процессе расчета изображения на основе трассировки лучей можно выделить несколько основных этапов, последний из которых заключается в вычислении результирующей интенсивности пикселя на основе энергий, приносимых в него лучами. Именно этот этап в упомянутых работах не затрагивается. Более того, в численных экспериментах сцена сильно упрощалась за счет игнорирования оптической дисперсии.
В работе [3], посвященной расчету оптических устройств, моделируется физическое распространение света на основе волнового представления, дается вполне достоверное решение для вычисления значения в пикселе интерференционной картины. Нами предложено использовать аналогичную технику на последнем этапе рендеринга, используя волновое представление только последнего луча из пути трассировки. Такое решение позволяет модифицировать существующие программы-рендеры и расширить их функциональность.
Работа выполнена по госпрограмме (код проекта 0315-2019-0001). Использовались результаты проекта Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 16-07-00762).
Список литературы
1. Sun Y., Fracchia F. D., Calvert T. W., Drew M. S. A spectrally based framework for realistic image synthesis // The Visual Computer. 2001. Vol. 17, No. 7, p. 429-444.
2. Iwasaki K. et al. Real-time rendering of soap bubbles taking into account light interference // Proceedings of Computer Graphics International Conference, CGI, 2004. p. 344 - 348.
3. Harvey J. E., Irvin R. G., Pfisterer R. N. Modeling physical optics phenomena by complex ray tracing // Optical Engineering. 2015. Vol. 54, No. 3.
Моделирование процесса окислительной регенерации
О. В. Дубинец\ Р. М. Узянбаев1, И. М. Губайдуллин1,2 Уфимский государственный нефтяной технический университет 2Институт нефтехимии и катализа УФИЦ РАН Email: olesya.vladimirovna9@yandex.ru DOI: 10.24411/9999-017A-2020-10245
Окислительная регенерация закоксованных катализаторов представляет собой совокупность химических реакций, которые протекают при взаимодействии кислорода с коксом. Удаление кокса с активной поверхности катализатора происходит в виде газообразных продуктов окисления. Физико-химические закономерности этих реакций определяются составом газовой фазы, свойствами поверхности, температурой, а также количеством и способностью кокса к окислению. В практике математического моделирования процесса окислительной регенерации выявлению закономерностей выжига кокса уделяется особое внимание. В исследованиях используются различные модификации модели послойного горения. [1]. В последние годы для моделирования процесса регенерации на уровне зерна разрабатывается диффузионная модель. [2].
Список литературы
1. Жоров Ю. М. Моделирование физико-химических процессов нефтепереработки и нефтехимии. М.: Химия, 1978, 376 с.
