CC BY
44
интегрирования. Следует отметить, что используемый для задач такого рода метод уровней, разработанный с целью устранить проблему размытия границ, уступает НРМ методу, вследствие большой потери массы при его применении.
Однако применение НРМ метода к задачам моделирования крупномасштабных процессов [10] не дало положительных результатов. Данный недостаток метода НРМ, возможно, может быть преодолен путем введения иной схемы численного интегрирования, введения дополнительно к уравнениям мелкой воды иных условий, учитывающих характер задачи.
Метод НРМ удобно использовать как аппарат для слежения за эволюцией контуров потенциальной завихренности, так как метод сохраняет не только массу и энергию, но и потенциальную завихренность.
Фактически НРМ метод был разработан для уравнений мелкой воды, однако допускает различные вариации. Например, можно выбрать другие базисные функции (другие виды дафов, сплайны, и др.), или другой способ представления и аппроксимации функции и вычисления её производных. Возможно применение НРМ метода для других систем уравнений, таких как уравнения Эйлера движения идеального газа [2] и внесение дополнительных членов в сглаживающий оператор.
ЛИТЕРАТУРА
1. Frank J., Gottwald G., Reich S. A Hamiltonian Particle-Mesh Method for Rotating Shallow Water Equations. - Lecture Notes in Computational Science and Engineering. - Vol. 26, pp. 131 - 142.
2. Cotter С .J., Reich S. Adiabatic invariance and applications: From MD to NWP. - BIT, 44, pp. 439455, 2004.
3. Педлоски Дж. Геофизическая гидродинамика. - М. : Мир, 1984.
4. Weiskopf D. Dye advection without the blur : a level-set approach for texture-based visualization of unsteady flow. - Eurographics, 2004. - Vol. 23, № 3. - Англ. яз.
5. Sethian J.A. Level Set Methods: Evolving interfaces in geometry, fluid mechanics, computer vision, and material science. - Cambridge University Press, 1996. - Англ. яз.
6. Harlow F.H. The particle-in-cell computing methods for fluid dynamics. - Methods Comput. Phys., 1964.-Vol.3, pp. 319 -343.
7. Monaghan J.J. Smoothed particle hydrodynamics. - Ann. Rev. Astron. Astrophys., 1992. - Vol. 30, pp. 543 - 574.
8. Dritschel D.G., Polvani L.M., Mohebalhojeh A.R. The contour-advective semi-Lagrangian algorithm for the shallow water equations. - Monthly Weather Review, 1999. - Vol. 127, pp. 1551 -1565.
9. Wavelet-distributed approximating functional method for solving the Navier-Stokes equation / G.W. Wei, D.S. Zhang, S.C. Althorpe, D.J. Kouri, D.K. Hoffman. - Computer Physics Communications, 1998.-Vol. 115, pp. 18-24.
10. Galewsky J., Scott R.K., Polvani L.M. An initial-value problem for testing numerical models of the global shallow-water equations. - Tellus A 56(6), pp. 429-440, 2004.
Лебедева A. H.
СОЗДАНИЕ ОНТОЛОГИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОГО СУДОВОЖДЕНИЯ
Для создания экспертной системы (ЭС), основной функцией которой является обеспечение безопасного прохода судов в порту города Владивостока, предлагается онтология, определяющая основные понятия и отношения между ними, разбивающая задачу обеспечения безопасности на отдельные подзадачи, выявляя их взаимосвязи. Обеспечение безопасности осуществляется по средствам анализа навигационной обстановки, на основании которого, руководствуясь правилами судоходства, заложенными в систему, ЭС будет выдавать рекомендации для службы управления движением судов (СУДС), расположенной на берегу; для капитанов и лоцманов, находящихся на борту судна.
Предметной областью рассматриваемой задачи является навигационная безопасность в порту города Владивостока [2]. На данный момент она осуществляется по средствам радиолокационного наблюдений. Вся информация по каналам связи собирается в центре управления движением судов - Norfes, где происходит ее обработка, после чего службы управления движением судов (СУДС) принимает решения о необходимости тех или иных действий для обеспечения безаварийной проводки судов. Информация в Norfes приходит с 20-секундной задержкой, что требует использовать максимальную скорость судна для оценки со-
стояния б порту. На данный момент радиолокационные станции, расположенные вдоль акватории порта, не захватывают участки внешнего рейда, а следовательно, не могут прояснить обстановку на подходах к нему. Начиная с 2004 года, в строй входит новая автоматизированная идентификационная система - АИС, способная определять координаты судна в глобальной системе координат с помощью GPS, а также передавать ряд важных технических характеристик. ЭС предназначена для интеграции данных полученных от радиолокационных станций и системы АИС [1].
В предметной области задачи на этапе создания модели были выделены следующие понятия:
• Порт - способен принимать 3 класса судов: пассажирские суда, сухогрузы, нефтеналивные танкеры. Для каждого класса выделены отдельные маршруты движения, заданы правила прохода и места обработки. Создана карта глубин с указанием опасных зон (мели, теневые зоны).
• Корабль. Для данного объекта выделены следующие атрибуты: Название, Линейные размеры, Глубина осадки, Класс судна, Порт приписки, Маршрут следования, Вид груза на борту. Эту информацию экспертная система получает с помощью системы АСИ. В определении координат судна и вектора скорости помогает система PJIC.
Также определены возможные действия:
Движение корабля - характеризуется изменением координат и вектора скорости; Стоянка на якоре - с течением времени не происходит изменения вектора скорости и координат (стоянка на «двух якорях»). Это положение отличается наименьшей маневренностью судна, вследствие чего, большое внимание необходимо уделять именно таким судам. Так как в случае аварийной ситуации они являются наиболее уязвимыми.
Дрейф — движение судна под действием силы ветра и течения, скорость и координаты судна изменяются не значительно, двигатель дрейфующего судна остается включенным, следовательно, судно обладает большей маневренностью по сравнению с кораблем, поставленным на оба якоря. Определены внешние условия:
• Погодные условия (ясная видимость, туман, сильное волнение моря, штормовое предупреждение, скорость ветра, скорость течения, высота волн, лед и ледяная взвесь);
• Состояние движения в порту (разрешено ли движение по акватории);
• Находится ли лоцман на борту судна - необходимо условие, без соблюдения которого движение в порту не возможно;
Описаны возможные состояние на борту:
• Прохождение таможенной проверки;
• Безопасность судна (СЭС, карантин);
• Свойство грузов перевозимых на борту.
Введено понятие экстренной ситуации - действия, предпринимаемы в случае экстренных ситуаций, определяются для каждого корабля в зависимости от принадлежности к классу, вида груза перевозимого на борту.
• Пожар;
• Повреждение;
• Заболевания членов команды. Выделены отношения между понятиями:
• Порт - Корабль;
• Корабль — Корабль; Пример отношений понятий Порт - Корабль:
Порт: Корабль:
Тип: нефтеналивной; -► Класс: танкер;
Осадка: Юм; Осадка: Юм;
Маршрут: открыт на вход; ---► Груз: нефть;
ЛИТЕРАТУРА
1. Клещев A.C. Артемьева И.Л. Математические модели онтологий предметных областей. 4.1. Существующие подходы к определению понятия «онтология»//НТИ. Сер.2,- 2001.- №2.-с.20-27.
2. Клещев A.C. Артемьева И.Л. Математические модели онтологий предметных областей. 4.2 Компоненты модели//НТИ. Сер.2,- 2001,- №3.-с. 19-29.
3. Девятисильный A.C., Крыжко И.Б., Численное исследование задачи выставки инерциальной навигационной системы, ИАПУ ДВО РАН, 1998.
Зорин C.B.
СОЗДАНИЕ РАЗНОСТНОЙ СХЕМЫ ДЛЯ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ, ОПИСЫВАЮЩИХ РАБОТУ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДЕТОНАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПЕРЕМЕННЫМИ
СЕЧЕНИЯМИ I ET ОН А Ц И ( ) H11 ОЙ КАМЕРЫ
Решение многих задач газовой динамики представляет практический интерес для различных областей науки и техники. Однако уравнения газодинамики далее в простом одномерном нестационарном случае весьма сложны, и сложность эта заключена, прежде всего, в их нелинейности. Поэтому, несмотря на то, что аналитические методы решения задач газовой динамики достаточно давно и весьма интенсивно развиваются, существует ограниченное число проблем, решение которых удалось построить в явном виде.
В данной работе рассматривается пульсирующий детонационный двигатель (ПДД). Называется он так потому, что потому что процессы горения топлива и последующего истечения продуктов сгорания в нем не непрерывные, а имеют циклический характер. Тяга ПДД, определяемая истекающими продуктами сгорания топлива их количеством и скоростью, также изменяется циклически во время работы, причем ее среднее значение много меньше максимального.
Необходимо смоделировать ПДД, используя теорию газовой динамики и метод решения задач газовой динамики с помощью разностных схем. После этого необходимо получить численные значения тяговых характеристик ПДД при использовании детонационной камеры с сужающимся сечением (См. рис.).
Рис. Вид детонационной камеры с различной формой детонационной камеры исполь-
(1)
, где т = ро, р - плотность, и - скорость, к(х) - площадь поперечного сечения детонационной камеры, зависящая от х.
Для системы уравнений (1) была составлена разностная схема, следующего вида:
Д ля расчета тяговых характеристик ПДД зуется система уравнений (1):
ÔU dF^j)
• +
dt дх
+ H\U =0
U ■
рк тк ек
,F =
тк
( 2 m
I Р
+ р
(е + р)
тк Р
Н =
Р
дк дх
