Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов
Створено ефективну методологію чисельного аналізу унікальних споруд на суперкомп’ютері Інпарком із застосуванням ПК ЛІРА-cluster. Результати досліджень застосовані при розробці ПК ЛІРА-cluster, Інпарком, що використовуються вітчизняними та зарубіжними організаціями у навчальному процесі, при розробц...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Кибернетика и системный анализ |
|---|---|
| Datum: | 2009 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44490 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов / Я.Е. Слободян // Кибернетика и системный анализ. — 2009. — № 6. — С. 125-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859896661037285376 |
|---|---|
| author | Слободян, Я.Е. |
| author_facet | Слободян, Я.Е. |
| citation_txt | Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов / Я.Е. Слободян // Кибернетика и системный анализ. — 2009. — № 6. — С. 125-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Кибернетика и системный анализ |
| description | Створено ефективну методологію чисельного аналізу унікальних споруд на суперкомп’ютері Інпарком із застосуванням ПК ЛІРА-cluster. Результати досліджень застосовані при розробці ПК ЛІРА-cluster, Інпарком, що використовуються вітчизняними та зарубіжними організаціями у навчальному процесі, при розробці нормативних документів, в процесі проектування, а також при оцінці безпеки експлуатації та реконструкції висотних споруд, захисних оболонок АЕС України та ін.
An efficient methodology is developed for the numerical analysis of unique structures using the Inparcom supercomputer and LIRA-cluster software system. The research results are efficiently implemented in the LIRA-cluster advanced software package and Inparcom supercomputers currently used by design companies for the analysis and design of structures, by academic institutions for research and teaching activities, by government agencies in order to prepare building codes and other regulatory documents.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:55:24Z |
| format | Article |
| fulltext |
ÓÄÊ 681.3.06
ß.Å. ÑËÎÁÎÄßÍ
ÑÓÏÅÐÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÀß ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÌÎÄÅËÈÐÎÂÀÍÈß
ÆÈÇÍÅÍÍÎÃÎ ÖÈÊËÀ ÎÑÎÁÎ ÑËÎÆÍÛÕ
ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÕ ÎÁÚÅÊÒÎÂ
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïàðàëëåëüíûå âû÷èñëåíèÿ, ìîäåëü, æèçíåííûé öèêë, ìåòîä
êîíå÷íûõ ýëåìåíòîâ, îáúåêòû ñòðîèòåëüñòâà, ËÈÐÀ-cluster, Èíïàðêîì.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
 ñîçäàííîé ñóïåðêîìïüþòåðíîé òåõíîëîãèè ìîäåëèðîâàíèÿ æèçíåííîãî öèêëà è
ïðîãíîçà áåçîïàñíîé ýêñïëóàòàöèè îñîáî ñëîæíûõ òåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ äëÿ ðå-
øåíèÿ íåëèíåéíîé çàäà÷è ïðèìåíÿþòñÿ øàãîâî-èòåðàöèîííûå ìåòîäû. Äëÿ îïðå-
äåëåíèÿ íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ (ÍÄÑ) íà ëþáîì øàãå íàãðó-
æåíèÿ, âêëþ÷àÿ ðàçðóøåíèå, ïðèìåíÿåòñÿ ìåòîä êîíå÷íûõ ýëåìåíòîâ (ÌÊÝ).
Äëÿ îðãàíèçàöèè è ïðîâåäåíèÿ ÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ èñïîëüçóþòñÿ
ñóïåðêîìïüþòåð Èíïàðêîì è ïðîãðàììíûé êîìïëåêñ (ÏÊ) ËÈÐÀ-cluster.
1. ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÀß ÌÎÄÅËÜ
Ñòðîèòñÿ ðàçðåøàþùåå óðàâíåíèå ñ ïîìîùüþ ÌÊÝ äëÿ ñèñòåìû ñîîðóæå-
íèå-îñíîâàíèå (ðèñ. 1) ïðè íåðàâíîìåðíûõ äåôîðìàöèÿõ çåìíîé ïîâåðõíîñòè íà
îñíîâå êëàññè÷åñêîãî âàðèàöèîííîãî ïðèíöèïà Ëàãðàíæà [1].
Ïîëíàÿ ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ ïðîñòðàíñòâåííîé ñèñòåìû ñîîðóæåíèå-îñíîâà-
íèå îïðåäåëÿåòñÿ êàê
� � �
� �
� � � �� �U W d pud
1
2
�� ,
ãäå U — ïîòåíöèàë äåôîðìàöèè, W — ïîòåíöè-
àë âíåøíèõ ñèë. Èç óñëîâèÿ ìèíèìóìà ôóíêöè-
îíàëà ïîëíîé ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè ñèñòåìû
îïðåäåëÿåì íåèçâåñòíûå ñòåïåíè ñâîáîäû
�
�
�
�
�
�
�
�
�
q
q
q
U q
q
W q
i i i
�( ) ( ) ( ) 0 ; i n� 12, ,... , .
Ïîñëå äèôôåðåíöèðîâàíèÿ ôóíêöèè ìíî-
ãèõ ïåðåìåííûõ ñèñòåìà àëãåáðàè÷åñêèõ óðàâ-
íåíèé â ìàòðè÷íûõ ñèìâîëàõ èìååò âèä
[ ]K q P{ } { }� , ãäå [ ]K — ìàòðèöà æåñòêîñòè ñèñ-
òåìû ñîîðóæåíèå-îñíîâàíèå; { }q — âåêòîð ñòå-
ïåíåé ñâîáîäû ñèñòåìû; { }P — âåêòîð âíåøíèõ
ñèë ñèñòåìû (âåñ ñîîðóæåíèÿ, âîçäåéñòâèå îò íå-
ðàâíîìåðíûõ äåôîðìàöèé çåìíîé ïîâåðõíîñòè).
Äèñêðåòèçàöèÿ êîíå÷íûõ ýëåìåíòîâ (ÊÝ)
ñèñòåìû ñîîðóæåíèå-îñíîâàíèå ïðèâîäèò ê âû-
ðàæåíèþ
� �� � �
� � �
� � �r
r
n
r
r
n
r
r
n
U W
1 1 1
.
Ðàçðåøàþùåå óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ñèñòåìû
ñîîðóæåíèå-îñíîâàíèå ïðåäñòàâëÿåòñÿ êàê
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2009, ¹ 6 125
3
2 6
7
n
4
5
1
Ðèñ. 1. Ñõåìà ñèñòåìû ñîîðóæåíèå-
îñíîâàíèå: 1 — ïðîñòðàíñòâåííàÿ ñèñ-
òåìà ñîîðóæåíèÿ; 2 — çàêîíû äåôîð-
ìàöèè çåìíîé ïîâåðõíîñòè; 3 — âåðòè-
êàëè ãåîëîãè÷åñêîãî ðàçðåçà; 4 — ïëàñò
íà ãëóáèíå ~ 1000 ì; 5 — âûðàáîòêà;
6 7, ,... , n — ñëîè îñíîâàíèÿ
ß.Å. Ñëîáîäÿí, 2009
�
�
�
�
�
�
�
�� ��
� ��
q
q
q
U q
q
W q
i
r i
i
r i
r
n
i
r i
r
n
r
n
� ( ) ( ) ( )
1 11
,
îòñþäà ñëåäóåò
�
�
�
q
U q k q
r
r r r( ) [ ] { } ,
�
�
�
q
W q
r
r r( ) { }P .
Èñõîäÿ èç ïðèíöèïà âîçìîæíûõ ïåðåìåùåíèé, ýëåìåíò ìàòðèöû æåñòêîñòè
r-ãî ÊÝ èìååò âèä
k dij r i j, � � � �
�
� .
Ôîðìà ïåðåìåùåíèé ïî îáëàñòè r-ãî ñòðîèòåëüíîãî ýëåìåíòà (ÑÝ) èìååò âèä
u q fr i
i
n
i�
�
�
1
. Àïïðîêñèìèðóþùèé ïîëèíîì ðàñïðåäåëåíèÿ ïåðåìåùåíèé fi îòâå÷à-
åò qi -é ñòåïåíè ñâîáîäû.
Êîìïîíåíòû ÍÄÑ r-ãî ÊÝ:
{ } { }� r r rD u q� [ ][ ] ; { } { }� �r r rE� [ ] ; { } { }R k qr r r� [ ] ,
ãäå [ ]u r — ìàòðèöà àïïðîêñèìèðóþùèõ ôóíêöèé ïåðåìåùåíèé r-ãî ÊÝ.
2. ÌÅÒÎÄÎËÎÃÈß ÍÅËÈÍÅÉÍÎÃÎ ÀÍÀËÈÇÀ
Äëÿ ðåøåíèÿ ôèçè÷åñêè íåëèíåéíîé çàäà÷è ïðèìåíèì ìåòîä ïîñëåäîâàòåëüíîãî íà-
ãðóæåíèÿ, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî íåëèíåéíàÿ ñèñòåìà óðàâíåíèé çàìåíÿåòñÿ ðåêóððåíò-
íîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ ëèíåéíûõ. Ïðèìåíåíèå îáùåãî ìåòîäà íåëèíåéíîãî àíàëè-
çà ïîçâîëÿåò ïðîñëåäèòü äåéñòâèòåëüíîå ïîâåäåíèå ñèñòåìû âî âñåì äèàïàçîíå íàãðó-
çîê, íà÷èíàÿ ñ íåíàãðóæåííîãî ñîñòîÿíèÿ, âêëþ÷àÿ ñîñòîÿíèå íåëèíåéíîé
äåôîðìàöèè ìàòåðèàëîâ êîíñòðóêöèé è ãðóíòà, çàâåðøàÿ ïðîöåññ íàãðóæåíèÿ ðàçðó-
øåíèåì ñèñòåìû. Âåëè÷èíà ðàçðóøàþùåé íàãðóçêè îïðåäåëÿåòñÿ â ïðîöåññå íåëè-
íåéíîãî ðàñ÷åòà íà îñíîâå ïðèíÿòûõ êðèòåðèåâ ðàçðóøåíèÿ ïî äîñòèæåíèþ ïðåäåëü-
íûõ äåôîðìàöèé èëè ïðåäåëüíûõ íàïðÿæåíèé â ýëåìåíòàõ ñèñòåìû [1].
Ðåøåíèå ôèçè÷åñêè íåëèíåéíîé çàäà÷è âûïîëíÿåòñÿ çà íåñêîëüêî øàãîâ ìåòî-
äîì ïîñëåäîâàòåëüíîãî íàãðóæåíèÿ. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîìïîíåíòîâ ÍÄÑ ñèñòåìû
íà êàæäîé ñòóïåíè íàãðóæåíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ÌÊÝ â ïåðåìåùåíèÿõ.
Ñõåìà ìåòîäà ïîñëåäîâàòåëüíîãî íàãðóæåíèÿ ñîñòîèò â ñëåäóþùåì. Íàçíà÷à-
åòñÿ ÷èñëî âèäîâ íàãðóçîê j
1 è ÷èñëî ñòåïåíåé íàãðóæåíèÿ i m( )
1 äëÿ êàæäîãî
m-ãî âèäà íàãðóæåíèÿ. Óñòàíàâëèâàþòñÿ çàêîíû íàãðóçêè è ïðèðîñòû óçëîâûõ íà-
ãðóçîê äëÿ êàæäîãî m-ãî âèäà íàãðóæåíèÿ: �P Pm n m n m n( , ) ( , ) ( , )� � . Âû÷èñëÿþòñÿ
êàñàòåëüíûå æåñòêîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè è íà èõ îñíîâå êîýôôèöèåíòû ìàòðèöû
æåñòêîñòè r-ãî ÊÝ kr
m n( , )�1 , ñîîòâåòñòâóþùèå q m n( , ) .
Ïî ñóììå ñîîòâåòñòâóþùèõ êîýôôèöèåíòîâ ñòðîèòñÿ K m n( , )�1 .
Îïðåäåëÿþòñÿ ïðèðîñòû ñòåïåíåé ñâîáîäû �q m n( , )�1 èç ðåøàþùåãî óðàâíå-
íèÿ ÌÊÝ ñèñòåìû ñîîðóæåíèå-îñíîâàíèå íà (n � 1)-é ñòóïåíè m-ãî âèäà íàãðóæåíèÿ
K q Pm n
n
i
m n
m
j
m n
n
i
m
m m
( , ) ( , ) ( , )
( ) ( )
�
�
�
�
�
��
�� ��1
1
1
1
1
1
� �
1
j
� .
Ïî ïîëó÷åííûì �q m n( , )�1 îïðåäåëÿþòñÿ ïðèðîñòû êîìïîíåíòîâ ÍÄÑ ÊÝ:
{ }�� r
m n( , )�1 , { }�� r
m n( , )�1 . Íàõîäÿòñÿ ñóììàðíûå çíà÷åíèÿ êîìïîíåíòîâ ÍÄÑ ñèñòå-
ìû ïîñëå (n � 1)-é ñòåïåíè íàãðóæåíèÿ q q qm n m n m n( , ) ( , ) ( , )� �� �1 1� ; { }� r
m n( , )� �1
� � �{ } { }� �r
m n
r
m n( , ) ( , )� 1 ; { } { } { }� � �r
m n
r
m n
r
m n( , ) ( , ) ( , )� �� �1 1� .
126 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2009, ¹ 6
3. ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÀËÜÍÎÅ ÎÁÎÑÍÎÂÀÍÈÅ ÄÎÑÒÎÂÅÐÍÎÑÒÈ ÌÎÄÅËÈ
È ÌÅÒÎÄÎËÎÃÈÈ
Àäåêâàòíîñòü ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè è ìåòîäîëîãèè íåëèíåéíîãî àíàëèçà ñèñòåì
ñîîðóæåíèå-îñíîâàíèå îáîñíîâàíà ñîïîñòàâëåíèåì äàííûõ ìíîãî÷èñëåííûõ èññëå-
äîâàíèé ïî ðåçóëüòàòàì èçâåñòíûõ îòå÷åñòâåííûõ è çàðóáåæíûõ ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ èññëåäîâàíèé è íàòóðíûõ èñïûòàíèé ñîîðóæåíèé ïðè ñèëîâûõ è äåôîðìàöè-
îííûõ íàãðóæåíèÿõ, â ÷àñòíîñòè äåâÿòèýòàæíîãî ýêñïåðèìåíòàëüíîãî çäàíèÿ ñåðèè
179 íà îáðàáàòûâàåìûõ òåððèòîðèÿõ Äîíáàññà, ñïðîåêòèðîâàííîãî ÊèåâÇÍÈÈÝÏ
ñ ó÷àñòèåì Äîíåöêîãî ÏðîìñòðîéÍÈÈïðîåêòà.
Íåñóùàÿ ïðîñòðàíñòâåííàÿ ñèñòåìà ñîîðóæåíèÿ
äëèíîé 26,4 ì îáðàçîâàíà èç ñèñòåìû ïðîäîëü-
íûõ è ïîïåðå÷íûõ íåñóùèõ ñòåí, îáúåäèíåííûõ
äèñêàìè ïåðåêðûòèé. Âûñîòà ýòàæà — 2,8 ì,
ïðîëåò ïåðåêðûòèé â îñÿõ — 5,7 ì. Ïî ïåðè-
ìåòðó âñåõ ñòåí çäàíèÿ ñïðîåêòèðîâàíû ýòàæ-
íûå æåëåçîáåòîííûå ïîÿñà, ðàñïîëîæåííûå
â êîíñòðóêöèÿõ ñòåíîâûõ ïàíåëåé.
Äëÿ ïðîâåäåíèÿ êîìïëåêñà èññëåäîâàíèé ïî-
ñòðîåíû ñëåäóþùèå òðè êîìáèíàöèè ïðîñòðà-
íñòâåííûõ ìîäåëåé ýêñïåðèìåíòàëüíîãî çäàíèÿ
ïðè ñòóïåí÷àòûõ äåôîðìàöèÿõ çåìíîé ïîâåðõíî-
ñòè: ìîäåëü 1 — ëèíåéíîå ñîîðóæåíèå – ëèíåé-
íîå îñíîâàíèå; ìîäåëü 2 — ëèíåéíîå ñîîðóæå-
íèå – íåëèíåéíîå îñíîâàíèå; ìîäåëü 3 — íåëè-
íåéíîå ñîîðóæåíèå–íåëèíåéíîå îñíîâàíèå.
Ëèíåéíàÿ ïðîñòðàíñòâåííàÿ ìîäåëü 1
(ðèñ. 2, 3) ïîñòðîåíà íà îñíîâå äåêîìïîçèöèè
ñîîðóæåíèÿ èç ñëåäóþùèõ òèïîâ ñóïåðýëåìå-
íòîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïëàñòèí÷àòûõ ÊÝ
â óñëîâèÿõ ïëîñêîãî íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ è
èçãèáà: ñóïåðýëåìåíòà ïîäâàëà (1); ñóïåðýëåìå-
íòà 1-ãî ýòàæà (2); ñóïåðýëåìåíòà òèïîâûõ 2-,
4-, 6-, 8-ãî ýòàæåé (3); ñóïåðýëåìåíòà òèïîâûõ
3-, 5-, 7, 9-ãî ýòàæåé (4); ñóïåðýëåìåíòà òåõíè-
÷åñêîãî ýòàæà (5); ñóïåðýëåìåíòà ïåðåêðûòèé
ýòàæåé (6). Â îñíîâíóþ ñõåìó âõîäÿò ìîäåëè
ïîâåðõíîñòè îñíîâàíèÿ è áàëî÷íîãî ôóíäàìåí-
òà ñ èñïîëüçîâàíèåì ñòåðæíåâûõ ÊÝ â óñëîâèÿõ
ïðîñòðàíñòâåííîãî íàãðóæåíèÿ.
Àíàëèç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ âû÷èñëå-
íèé ñâèäåòåëüñòâóåò î ñóùåñòâåííîì êà÷åñòâåí-
íîì è êîëè÷åñòâåííîì ðàçëè÷èè â ðàñïðåäåëå-
íèè íàïðÿæåíèé â ïðîñòðàíñòâåííûõ ìîäåëÿõ 1,
2, 3. Ñóùåñòâåííîå âûðàâíèâàíèå ïî âûñîòå ñòå-
íû è ñíèæåíèå ìàêñèìàëüíûõ ïî àáñîëþòíîé
âåëè÷èíå ãëàâíûõ íàïðÿæåíèé ïîëó÷åíû â ïðî-
ñòðàíñòâåííîé ìîäåëè 2 çà ñ÷åò íåëèíåéíîãî ìî-
äåëèðîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè îñíîâàíèÿ. Ïðè èñ-
ïîëüçîâàíèè ìîäåëè 3 íåëèíåéíîå ñîîðóæå-
íèå – íåëèíåéíîå îñíîâàíèå, âåëè÷èíû ãëàâíûõ
íàïðÿæåíèé N1è N 3 ïðàêòè÷åñêè âûðàâíèâàþò-
ñÿ ïî âûñîòå ñîîðóæåíèÿ, à òàêæå ñóùåñòâåííî
ñíèæàþòñÿ èõ ìàêñèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ïî àáñî-
ëþòíîé âåëè÷èíå â ñðàâíåíèè ñ äàííûìè ëè-
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2009, ¹ 6 127
1
2
3
4
5
6
Ðèñ. 2. Äåêîìïîçèöèÿ çäàíèÿ íà îñíîâå
ñóïåðýëåìåíòîâ
Ðèñ. 3. 3D ìîäåëü ñîîðóæåíèÿ
íåéíîé ìîäåëè 1. Ïîëó÷åííîå ìíîãîêðàòíîå ñíèæåíèå çíà÷åíèé ãëàâíûõ íàïðÿæåíèé
(â 2–3 ðàçà ïî ñðàâíåíèþ ñ äàííûìè ëèíåéíî-óïðóãîãî ðàñ÷åòà) ïîçâîëèëè îáåñïå÷èòü
äîïóñòèìûé ïî óñëîâèÿì ýêñïëóàòàöèè ñîîðóæåíèÿ óðîâåíü ðàñêðûòèÿ òðåùèí ïðè
çàäàííûõ ïàðàìåòðàõ äåôîðìàöèé çåìíîé ïîâåðõíîñòè. Ïðèâåäåííàÿ íà ðèñ. 4 ðàñ÷åò-
íàÿ ñõåìà ðàñêðûòèÿ òðåùèí è çîí èõ ðàñïðåäåëåíèÿ ïî ïðîäîëüíîé ñòåíå ïðàêòè÷åñ-
êè ñîâïàäàåò ñ àíàëîãè÷íûìè äàííûìè íàòóðíîãî èñïûòàíèÿ ñîîðóæåíèÿ.
4. ÎÁÎÑÍÎÂÀÍÈÅ ÄÎÑÒÎÂÅÐÍÎÑÒÈ ÌÅÒÎÄÎËÎÃÈÈ ÀÍÀËÈÇÀ ÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÈ
ÝÊÑÏËÓÀÒÀÖÈÈ ÇÀÙÈÒÍÛÕ ÎÁÎËÎ×ÅÊ ÀÝÑ ÓÊÐÀÈÍÛ
Äëÿ òåîðåòè÷åñêîãî îáîñíîâàíèÿ äîñòîâåðíîñòè îöåíêè è ïðîãíîçà áåçîïàñíîñòè
ýêñïëóàòàöèè ÀÝÑ ïðîâåäåí êîìïëåêñ ÷èñëåííûõ èññëåäîâàíèé íàïðÿæåííî-äå-
ôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ çàùèòíîé îáîëî÷êè ÀÝÑ è ñîïîñòàâëåíû ðåçóëüòàòû
èññëåäîâàíèé, ïîëó÷åííûõ ñ ïîìîùüþ ÏÊ ËÈÐÀ (Óêðàèíà) è ADINA (GRS,
Ãåðìàíèÿ, ïðîåêò SR 2075/5-5-1-UA-1595 «Ñðàâíèòåëüíûå ðàñ÷åòû äëÿ êîí-
òàéìåíòà ïî äèíàìè÷åñêèì íàãðóçêàì â ðåçóëüòàòå âíóòðåííèõ è âíåøíèõ âîçäåéñòâèé
äëÿ óêðàèíñêèõ ÀÝÑ ñ ÂÂÝÐ-1000»).
 ìíîãîóðîâíåâîé ñèñòåìå áåçîïàñíîñòè ÀÝÑ îäíó èç êëþ÷åâûõ ïîçèöèé çàíè-
ìàåò ñèñòåìà ãåðìåòè÷íîãî îãðàæäåíèÿ, èçîëèðóþùàÿ ÿäåðíûé ðåàêòîð îò îêðóæàþ-
ùåé ñðåäû è òàêæå ëîêàëèçóþùàÿ ïîñëåäñòâèÿ âîçìîæíûõ àâàðèé. Ñèñòåìà ãåðìåòè÷-
íîãî îãðàæäåíèÿ ðåàêòîðíûõ îòäåëåíèé ÂÂÝÐ-1000 ÿâëÿåòñÿ ñëîæíûì èíæåíåðíûì
ñîîðóæåíèåì íåîäíîðîäíîé ñòðóêòóðû è âêëþ÷àåò ñëåäóþùèå ýëåìåíòû:
æåëåçîáåòîííûå îãðàæäàþùèå êîíñòðóêöèè, âêëþ÷àÿ ñèñòåìó çàùèòíîé îáî-
ëî÷êè (ðèñ. 5);
ñèñòåìó ïðåäíàïðÿæåíèÿ (ïðåäâà-
ðèòåëüíî íàïðÿæåííàÿ àðìàòóðà, êàíàëî-
îáðàçîâàòåëè, íåíàïðÿãàåìàÿ àðìàòóðà);
ãåðìåòèçèðóþùàÿ ñòàëüíàÿ îá-
ëèöîâêà;
ýëåìåíòû, óñòàíàâëèâàåìûå â ãåð-
ìåòè÷íîå îãðàæäåíèå (øëþçû, ëþêè).
Ðåçóëüòàòû ïîëó÷åíû äëÿ ñëåäó-
þùèõ âèäîâ íàãðóæåíèé çàùèòíîé
îáîëî÷êè:
— ñîáñòâåííûé âåñ;
— ïðåäíàïðÿæåíèå, óñèëèå íàòÿ-
æåíèÿ â àðìîêàíàòàõ äî 10000 êÍ;
— âíóòðåííåå äàâëåíèå äî
0,46 ÌÏà.
128 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2009, ¹ 6
Ðèñ. 4. Êîí÷åíî-ýëåìåíòíàÿ ìîäåëü 3 (à), ñõåìà íàòóðíîãî ýêñïåðèìåíòà (á): ñõåìà ðàçâèòèÿ òðåùèí âî
âíóòðåííåé ïðîäîëüíîé ñòåíå
à á
Ðèñ. 5. ÌÊÝ ìîäåëè çàùèòíîé îáîëî÷êè óêðàèíñêèõ
ÀÝÑ ñ ðåàêòîðàìè ÂÂÝÐ-1000/Â-320: à — îáùèé
âèä ìîäåëè çàùèòíîé îáîëî÷êè; á — ôðàãìåíò
ìîäåëè çàùèòíîé îáîëî÷êè; â — ôðàãìåíò ìîäåëè
ñèñòåìû ïðåäâàðèòåëüíî íàïðÿæåííûõ àðìîêàíàòîâ
á âà
Äëÿ ñîïîñòàâëåíèÿ ãðàôèêè ïåðåìåùåíèé è èçîïîëÿ íàïðÿæåíèé ñðåäèííîé
ïîâåðõíîñòè çàùèòíîé îáîëî÷êè ïðèâåäåíû íà ðèñ. 6, 7.
5. ÝÔÔÅÊÒÈÂÍÎÑÒÜ ÒÅÕÍÎËÎÃÈÈ ÏÀÐÀËËÅËÜÍÛÕ ÂÛ×ÈÑËÅÍÈÉ
Âîçìîæíîñòè ìåòîäîëîãèè ÷èñëåííîãî àíàëèçà ðàññìîòðåííûõ êëàññîâ îáúåêòîâ
ïðîèëëþñòðèðóåì íà ïðèìåðàõ ðåøåíèÿ ðÿäà îñîáî ñëîæíûõ ïðàêòè÷åñêèõ çàäà÷
÷èñëåííîãî àíàëèçà áåçîïàñíîñòè ðåêîíñòðóêöèè 14-ýòàæíîãî àâàðèéíîãî æèëîãî
äîìà, ïîñòðîåííîãî íà ñëàáûõ ãðóíòàõ â Ìîñêâå (Ðîññèÿ), äåâÿòèýòàæíûõ àâà-
ðèéíûõ æèëûõ äîìîâ â Òáèëèñè (Ãðóçèÿ) è Êàòîâèöå (Ïîëüøà) [1–5].
Ýôôåêòèâíîå ðåøåíèå ýòèõ îñîáî ñëîæíûõ è äðóãèõ ñâåðõáîëüøèõ çàäà÷ âû-
ïîëíåíî íà ñóïåðêîìïüþòåðå Èíïàðêîì è ÏÊ ËÈÐÀ-cluster ñ èñïîëüçîâàíèåì âû-
ñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ òåõíîëîãèé ïàðàëëåëüíûõ âû÷èñëåíèé.
Âõîäíûå äàííûå çàäà÷è ôîðìèðóþòñÿ ÏÊ ËÈÐÀ íà ìíîãîïðîöåññîðíîé ðàáî-
÷åé ñòàíöèè Èíïàðêîì. Ñôîðìèðîâàííûå âõîäíûå äàííûå ñîîòâåòñòâóþùåé çàäà-
÷è çàïèñûâàþòñÿ â ôàéëû, èñïîëüçóÿ ïðèíÿòûå â ÏÊ ËÈÐÀ ôîðìàòû äàííûõ
(ñì. ðèñ. 8, íà êîòîðîì ïðåäñòàâëåíà òàê íàçûâàåìàÿ íåáîñêðåáíàÿ ìàòðèöà). Äàëåå
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2009, ¹ 6 129
-5,0E-03
-4,5E-03
-4,0E-03
-3,5E-03
-3,0E-03
-2,5E-03
-2,0E-03
-1,5E-03
-1,0E-03
-5,0E-04
0,0E+00
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54
GRS LIRA
Ðèñ. 7. Ãðàôèê çàùèòíîé îáîëî÷êè ÂÂÝÐ-1000/Â-320. Öèëèíäðè÷åñêàÿ ÷àñòü. Âåðòèêàëüíûå
ïåðåìåùåíèÿ ñðåäèííîé ïîâåðõíîñòè, çàâèñÿùèå îò âëèÿíèÿ ïðåäâàðèòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ
Z, ì
Ur, ì
-5,0E-04
5,0E-04
1,5E-03
2,5E-03
3,5E-03
4,5E-03
5,5E-03
6,5E-03
12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48
GRS
LIRA
Ðèñ. 6. Ãðàôèê çàùèòíîé îáîëî÷êè ÂÂÝÐ-1000/Â-320. Öèëèíäðè÷åñêàÿ ÷àñòü. Ðàäèàëüíûå
ïåðåìåùåíèÿ ñðåäèííîé ïîâåðõíîñòè, çàâèñÿùèå îò âëèÿíèÿ âíóòðåííåãî äàâëåíèÿ 0,46 ÌÏà
Ur, ì
Z, ì
íà Èíïàðêîì çàïóñêàåòñÿ ïàðàëëåëüíàÿ ïðîãðàììà
Inparsoft, êîòîðàÿ:
àíàëèçèðóåò ïàðàìåòðû è îïðåäåëÿåò àëãîðèòì
ðåøåíèÿ çàäà÷è;
ñ÷èòûâàåò èñõîäíûå äàííûå èç ôàéëîâ è ðàñ-
ïðåäåëÿåò èõ ïî ïðîöåññîðàì â ñîîòâåòñòâèè ñ âû-
áðàííûì ïàðàëëåëüíûì àëãîðèòìîì ðåøåíèÿ çàäà÷è;
èññëåäóåò è ðåøàåò çàäà÷ó;
ñîõðàíÿåò ðåçóëüòàòû ðåøåíèÿ çàäà÷è äëÿ äàëü-
íåéøåãî èñïîëüçîâàíèÿ ïîñòïðîöåññîðîì ÏÊ ËÈÐÀ.
Îáùàÿ ñõåìà ðåàëèçîâàííîé òåõíîëîãèè ïàðàë-
ëåëüíûõ âû÷èñëåíèé ñ èñïîëüçîâàíèåì ÏÊ ËÈÐÀ íà
Èíïàðêîì ñîñòîèò èç òðåõ ýòàïîâ:
— ñîçäàíèå ðàñ÷åòíîé ìîäåëè ÏÊ ËÈÐÀ,
— ðàñ÷åò ÏÊ ËÈÐÀ + Inparsoft (Èíïàðêîì),
— àíàëèç ðåçóëüòàòîâ íà ÏÊ ËÈÐÀ.
 òàáë. 1 ïðèâåäåíî âðåìÿ ðåøåíèÿ ñèñòåìû ëèíåéíûõ àëãåáðàè÷åñêèõ óðàâ-
íåíèé (ÑËÀÓ) òåñòîâîé çàäà÷è ñ ïîìîùüþ ÏÊ ËÈÐÀ-cluster íà Èíïàðêîì, à òàêæå
âðåìÿ ðåøåíèÿ ýòèõ çàäà÷ ÏÊ ËÈÐÀ íà îäíîÿäåðíîì ÏÊ.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
Ñîçäàíà ýôôåêòèâíàÿ ìåòîäîëîãèÿ ÷èñëåííîãî àíàëèçà óíèêàëüíûõ ñîîðóæåíèé
íà ñóïåðêîìïüþòåðå Èíïàðêîì ñ ïðèìåíåíèåì ÏÊ ËÈÐÀ-cluster. Ðåçóëüòàòû
ðàçðàáîòêè ïðîáëåìíî-îðèåíòèðîâàííîãî êîìïëåêñà ËÈÐÀ-cluster+Èíïàðêîì èñ-
ïîëüçóþòñÿ îòå÷åñòâåííûìè è çàðóáåæíûìè îðãàíèçàöèÿìè â ó÷åáíîì ïðîöåññå,
ïðè ðàçðàáîòêå íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòîâ, â ïðîöåññå ïðîåêòèðîâàíèÿ, à òàêæå
ïðè îöåíêå áåçîïàñíîñòè ýêñïëóàòàöèè è ðåêîíñòðóêöèè âûñîòíûõ ñîîðóæåíèé,
çàùèòíûõ îáîëî÷åê ÀÝÑ Óêðàèíû è äð.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Ñ ë î á î ä ÿ í ß . Î . Îö³íêà òî÷íîñò³ ÷èñåëüíîãî ðîçâ’ÿçàííÿ íåë³í³éíèõ êîíòàêòíèõ çàäà÷ âçàºìî䳿
ñïîðóä ç îñíîâàìè / Îï³ð ìàòåð³àë³â ³ òåîð³ÿ ñïîðóä. — Êè¿â. — 2002. — Âèï. 70. — Ñ. 136–144.
2. Ñ ë î á î ä ÿ í ß . Å . Ðàñ÷åò æèëûõ çäàíèé íà íåëèíåéíî-äåôîðìèðóåìîì îñíîâàíèè ïðè êàðñòîâûõ
ïðîÿâëåíèÿõ // Ñòðîèòåëüíûå êîíñòðóêöèè. — Êèåâ. — 1993. — Âûï. 45–46. — Ñ. 107–110.
3. Ê ë å ï è ê î â Ñ . Í . , Ñ ë î á î ä ÿ í ß . Å . Ðàñ÷åò êîíñòðóêöèé ñîîðóæåíèé íà ìíîãîêðàòíûå
âîçäåéñòâèÿ âåðòèêàëüíûõ è ãîðèçîíòàëüíûõ ñìåùåíèé çåìíîé ïîâåðõíîñòè // Problemy naukowo-
badawcze budownictwa. — Rzeszow: Politechnika Rzeszowska. — T. 2. — 1994. — P. 115–122.
4. S l o b o d y a n Y . , M a j e w s k i S . , G e n z e r s k i y Y . FEM software package LIRA-W for structural
design // Finite Element Metods & Standards. — Stuttgart: Universitat, 1997. — P. 67–75.
5. Ã î ð î ä å ö ê è é À . Ñ . , Ñ ë î á î ä ÿ í ß . Å . Ðåøåíèå íåëèíåéíûõ çàäà÷ âçàèìîäåéñòâèÿ ñîîðó-
æåíèé ñ îñíîâàíèåì ñ ïîìîùüþ ÏÊ ËÈÐÀ / Ïðîáëåìû òîíêîñòåííûõ ïðîñòðàíñòâåííûõ ñèñòåì. —
Òáèëèñè: Ãðóçèíñêèé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò, 2001. — Ñ. 53–57.
Ïîñòóïèëà 28.07.2009
130 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2009, ¹ 6
Ðèñ. 8. Ñõåìà íåáîñêðåáíîé ìàòðèöû
çàùèòíîé îáîëî÷êè ÂÂÝÐ-1000/Â-320
Íîìåð
ï/ï
Ïîðÿäîê
ìàòðèöû
Ïëîòíîñòü
ìàòðèöû, %
Âðåìÿ ðåøåíèÿ, ìèí
Ñîîòíîøåíèå
âðåìåíèÏÊ ËÈÐÀ
ËÈÐÀ-cluster íà
Èíïàðêîì
1 43 950 49 3,4 0,131 26,03
2 44 436 21 2,6 1,354 1,92
3 44 436 2 0,9 0,109 8,26
4 283 031 7 16,4 1,222 23,42
5 300 000 100 3 0,188 15,92
6 666 000 85 27 1,989 13,58
7 1 000 332 85 41 3,001 13,66
8 1 332 000 85 54 3,942 13,70
9 1 332 000 85 54 2,802 19,27
10 1 200 000 100 102 4,776 21,36
Ò à á ë è ö à 1
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-44490 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0023-1274 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:55:24Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Слободян, Я.Е. 2013-06-02T09:23:21Z 2013-06-02T09:23:21Z 2009 Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов / Я.Е. Слободян // Кибернетика и системный анализ. — 2009. — № 6. — С. 125-130. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0023-1274 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44490 681.3.06 Створено ефективну методологію чисельного аналізу унікальних споруд на суперкомп’ютері Інпарком із застосуванням ПК ЛІРА-cluster. Результати досліджень застосовані при розробці ПК ЛІРА-cluster, Інпарком, що використовуються вітчизняними та зарубіжними організаціями у навчальному процесі, при розробці нормативних документів, в процесі проектування, а також при оцінці безпеки експлуатації та реконструкції висотних споруд, захисних оболонок АЕС України та ін. An efficient methodology is developed for the numerical analysis of unique structures using the Inparcom supercomputer and LIRA-cluster software system. The research results are efficiently implemented in the LIRA-cluster advanced software package and Inparcom supercomputers currently used by design companies for the analysis and design of structures, by academic institutions for research and teaching activities, by government agencies in order to prepare building codes and other regulatory documents. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Кибернетика и системный анализ Программно-технические комплексы Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов Суперкомп’ютерна технологія моделювання життєвого циклу особливо складних технічних об’єктів A supercomputer technology for simulating the life cycle of complex technical objects Article published earlier |
| spellingShingle | Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов Слободян, Я.Е. Программно-технические комплексы |
| title | Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов |
| title_alt | Суперкомп’ютерна технологія моделювання життєвого циклу особливо складних технічних об’єктів A supercomputer technology for simulating the life cycle of complex technical objects |
| title_full | Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов |
| title_fullStr | Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов |
| title_full_unstemmed | Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов |
| title_short | Суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов |
| title_sort | суперкомпьютерная технология моделирования жизненного цикла особо сложных технических объектов |
| topic | Программно-технические комплексы |
| topic_facet | Программно-технические комплексы |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44490 |
| work_keys_str_mv | AT slobodânâe superkompʹûternaâtehnologiâmodelirovaniâžiznennogociklaosobosložnyhtehničeskihobʺektov AT slobodânâe superkompûternatehnologíâmodelûvannâžittêvogocikluosoblivoskladnihtehníčnihobêktív AT slobodânâe asupercomputertechnologyforsimulatingthelifecycleofcomplextechnicalobjects |