В научно-техническом журнале «Нефть. Газ. Новации» (№10/2013) опубликована статья «Компьютерное моделирование в экологических задачах нефтегазовой отрасли».
Авторами публикации выступили представители компании Simmakers Ltd Гишкелюк И.А., Евланов Д.В., Коваленко В.И.
В данной статье анализируется использование методов компьютерного моделирования для решения экологических задач; рассматривается создание компьютерной модели и прогнозируется распространение нефтепродуктов в грунтовых водах от экологически опасного объекта в 2-ух случаях: 1) при нормальном его функционировании; 2) в аварийной ситуации.
В статье показаны достоинства и недостатки детерминированного и стохастического подходов при моделировании распространения загрязняющих веществ, приведены результаты расчётов вероятностей загрязнения грунтовых вод с использованием стохастического подхода.
Компании Simmakers удалось достичь высокой скорости вычислений при моделировании тепловых процессов на обычном персональном компьютере с видеокартой NVIDIA, поддерживающей технологию CUDA.
Расчет тепловых полей является нелинейной задачей, поскольку теплофизические свойства материалов зависят от температуры. Решение намного усложняется, когда имеют место фазовые переходы, которые сопровождаются резким изменением теплофизических свойств, а также выделением и поглощением теплоты.
В настоящее время расчет тепловых полей очень востребован для решения большого количества прикладных задач: моделирования процессов термообработки, сварки, температурного режима машиностроительных конструкций и электронных приборов, промерзания и оттаивания грунтов и других процессов.
Компьютерное моделирование таких процессов базируется на численном решении уравнения теплопроводности – дифференциального уравнения в частных производных. Специалисты компании Simmakers разработали метод решения данного уравнения, который требует использования небольшого объема оперативной памяти компьютера и имеет высокую степень параллелизации. В силу этого, программы на его основе могут эффективно использоваться на графических процессорах.
Компания Simmakers приняла участие в Международной конференции «Криология Земли: XXI век», которая проходила 29.09-3.10.2013 в г. Пущино, Россия.
Основными тематиками конференции были: процессы, происходящие в многолетнемёрзлых грунтах; моделирование и картография вечной мерзлоты; строительство на многолетнемерзлых грунтах; гидрология почв в районах вечной мерзлоты; растепление и таяние мерзлотных грунтов; долгосрочный мониторинг мерзлоты; подводная мерзлота; экологические проблемы современных криогенных геосистем и другие.
Сотрудники компании Simmakers выступили с двумя докладами:
|
|
В научно-техническом и производственном «Журнале нефтегазового строительства» (№3/2013) опубликована статья «Применение программы Frost 3D для трёхмерного моделирования распределения температур в вечномёрзлом грунте при его термостабилизации». В данной статье рассматривается применение программного комплекса Frost 3D, разработанного компанией Simmakers для расчета трехмерных температурных полей в основаниях фундаментов сооружений, возводимых на Крайнем Севере. |
|
|
В рецензируемом журнале Applied and Computational Mathematics Vol. 2, No. 4, August 2013, опубликована наша статья «Согласованность алгоритма расщепления Дугласа – Рекфорда для суммы трех нелинейных операторов: приложение к задаче Стефана в вечномерзлых грунтах».
Аннотация: Согласованность алгоритма расщепления Дугласа – Рекфорда доказана для суммы трех нелинейных операторов, составляющих эволюционное уравнение. Показано, что операторы должны быть плотно определенными, максимально монотонными и однозначными на вещественном гильбертовом пространстве, чтобы удовлетворить условиям, при которых может быть применен алгоритм расщепления.
Численный эксперимент, проведенный для трехмерной задачи Стефана в вечномерзлых грунтах, указывает на то, что алгоритм Дугласа – Рекфорда дает правдоподобные результаты, хотя скорость сходимости остается неустановленной.
Читать оригинал статьи на сайте издательства.
Приведенный в статье алгоритм используется в численном решателе программы Frost 3D Universal, предназначенной для моделирования искусственной заморозки и термостабилизации грунтов оснований. |
При моделировании физических процессов и явлений повсеместно встает задача численного решения дифференциальных задач в частных производных. Одним из способов численного решения уравнений математической физики является подход, основанный на конечноразностной аппроксимации. Однако, существенный недостаток данного метода – необходимость использовать ортогональную гексаэдрическую сетку. При решении задач на практике, порой используется сложная геометрическая конфигурация расчетной области (см. например, рисунок 1), и поэтому упомянутый недостаток является достаточно критичным.
Рисунок 1 – Пример сложной поверхности, как части расчетной области
Компания Simmakers приняла участие в работе Всемирного инженерного Конгресса, который состоялся 3-5 июля 2013г. в Лондоне, Великобритания, и представила доклад:
«Квазилинейное уравнение теплопроводности в 3D и задача Стефана в вечномерзлых грунтах в рамках конечно-разностной схемы переменных направлений»
Аннотация — Произведено исследование квазилинейного уравнения теплопроводности, в котором теплопроводность и теплоемкость зависят от температуры в трех пространственных измерениях, применительно к задаче о фазовом переходе в вечномёрзлых грунтах. Явно сформулированы условия, при которых конечно-разностная схема переменных направлений Дугласа-Рекфорда сохраняет устойчивость. Произведено сравнение полученных численных решений с известным аналитическим решением задачи Стефана в одномерном пространстве.
Ключевые слова — квазилинейное уравнение теплопроводности, задача Стефана, конечные разности, схема переменных направлений, численная устойчивость.
