| //Росатом/ ВНИИЭФ |
|
|
Выпуск 17/2012Научно-исследовательское издание "Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ"ISBN 978-59515-0156-1 РАЗДЕЛ 1. ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ УДК 530.145; 514.764.2; 530.145.7 Доказывается возможность использования подхода, основанного на формализме псевдоэрмитовых гамильтонианов, для описания динамики частиц со спином 1/2 в стационарных гравитационных полях. Доказательство включает анализ трех выражений для гамильтонианов, получаемых из уравнения Дирака и описывающих динамику частиц со спином 1/2 в поле решения Керра. Гамильтонианы соответствуют различным выборам систем реперов и различаются между собой. Несовпадение гамильтонианов подтверждает известный из многих работ тезис о неоднозначности получаемых из уравнения Дирака гамильтонианов. К каждому из этих гамильтонианов применяются стандартные правила псевдоэрмитовой квантовой механики, в результате чего получается один и тот же эрмитов гамильтониан. Спектр собственных значений полученного таким образом гамильтониана совпадает со спектром исходных гамильтонианов при любом выборе системы реперов. Для описания динамики частиц со спином 1/2 в стационарных гравитационных полях может быть использован не только формализм псевдоэрмитовых гамильтонианов, но и альтернативный подход, основанный на использовании скалярного произведения Паркера. Показано, что альтернативный подход эквивалентен формализму псевдоэрмитовых гамильтонианов. УДК 539.3 + 533.6 ВИХРЕВАЯ МОДЕЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО СДВИГА НА ИНЕРТНЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ / В. Г. Морозов, И. И. Карпенко, С. А. Савельев, В. Б. Титова Найден единый подход к моделированию упругопластического течения инертных материалов и взрыва твердого ВВ при сдвиговых динамических нагрузках. Модель очаговая. В основе подхода – ведущая роль вихревого течения. Плавление и зажигание происходят на границе горячего пятна, где возникает скачок сдвиговой скорости. Механизм образования скачка – прямое взаимодействие вихрей со стенкой без установления термодинамического равновесия (т. е. плавление без теплопроводности, «горение» не по Аррениусу). Механизм энергопереноса внутри очага – вихревой. Построены макроскопические уравнения кинетики перехода в пластичность и горения ВВ. РАЗДЕЛ 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ УДК 519.6 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПРОГРАММНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МУЛЬТИКЛАСТЕРНЫМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ / А. Б. Киселев, Ю. Г. Бартенев, А. М. Варгин, С. Н. Киселев, С. И. Колпаков, В. К. Федоров Описана программная система, разработанная для управления прохождением пакетных заданий на мультикластерном вычислительном комплексе, раскрыты ее назначение и архитектура, описаны реализованные подсистемы и компоненты. УДК 681.3.06 ПРИМЕНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ АРИФМЕТИЧЕСКИХ УСКОРИТЕЛЕЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА И ЗАДАЧ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ / Б. Л. Воронин, А. М. Ерофеев, А. Н. Залялов, С. А. Грушин, А. К. Житник, С. В. Копкин, И. А. Крючков, А. Г. Малькин, С. П. Огнев, В. И. Рослов, А. С. Рыбкин, С. А. Степаненко, Р. М. Шагалиев, В. В. Южаков Показана возможность применения вычислителей с гибридной архитектурой для решения задач моделирования методами Монте-Карло и молекулярной динамики. Приведены структура и параметры вычислительных систем с арифметическими ускорителями. УДК 519.6 ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ ФРАГМЕНТАЦИИ ТОНКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК / В. Ю. Мельцас, Г. Ф. Портнягина Приводится описание модели разрушения тонких металлических сферических оболочек под действием интенсивных нагрузок с образованием двух фракций фрагментов и расчетом их спектра по массе. Дальнейший расчет движения фрагментов ведется по модели гетерогенной среды, состоящей из газа и твердых частиц. Приведены примеры расчетов пространственной сепарации осколков в зависимости от их размеров. УДК 519.6 МЕТОДИКА СНДМА ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕЧЕНИЙ ИЗЛУЧАЮЩЕЙ НЕРАВНОВЕСНОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ПЛАЗМЫ / В. Д. Атаманенко, Г. В. Долголёва, В. А. Жмайло, И. В. Попов Рассматривается методика СНДМА, предназначенная для расчета течений излучающей неравновесной молекулярной плазмы совместно с кинетикой химических, фотохимических, плазмохимических, фото- и радиационно-плазмохимических реакций в воздушной плазме. Дается описание используемой физической модели, методики численного решения, проводится сравнение результатов численных расчетов с аналитическими решениями тестовых задач. УДК 519.6 РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ НА НЕСТРУКТУРИРОВАННЫХ СЕТКАХ ДИРИХЛЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКОНОМИЧНОЙ СХЕМЫ / И. Д. Софронов, А. И. Панов, А. В. Самодолов Описывается экономичная разностная схема для решения многомерного уравнения теплопроводности на неструктурированных сетках Дирихле. Данная схема была предложена и обоснована И. Д. Софроновым. Отличительной особенностью схемы является то, что она оказывается применимой на сильно неравномерных сетках, составленных из ячеек с переменным числом вершин. Схема может использоваться для численного решения как линейной, так и квазилинейной теплопроводности в двумерном и трехмерном случаях. УДК 519.6 МАТРИЦА ИСКУССТВЕННЫХ ВЯЗКОСТЕЙ ДЛЯ ДВУМЕРНОЙ ЛАГРАНЖЕВОЙ ГАЗОДИНАМИКИ, СПОСОБСТВУЮЩАЯ УМЕНЬШЕНИЮ ЭНТРОПИЙНОГО СЛЕДА В ЧИСЛЕННЫХ РАСЧЕТАХ / А. М. Стенин, Е. А. Соловьева В систему уравнений газовой динамики, описывающую двумерные течения в эйлеровых координатах, консервативным образом вводятся искусственная диффузия массы, импульса и полной энергии. После перехода к лагранжевым координатам получены формулы для скорости искусственной диффузии массы в уравнении неразрывности, формулы для искусственных вязкостей в уравнениях движения и энергии. Искусственная вязкость в уравнении движения представляет собой тензор, пропорциональный девиатору тензора скоростей деформаций. Результаты тестовых расчетов демонстрируют высокую эффективность новой системы вязкостей по уменьшению «энтропийного следа» в численном решении уравнений лагранжевой газовой динамики. УДК 519.688 ПОДГОТОВКА НАЧАЛЬНЫХ ДАННЫХ ДВУМЕРНЫХ ЗАДАЧ ПО ПРОГРАММАМ SolidEditor И 2D-РНД / П. В. Черенков, О. Н. Борисенко, М. В. Черенкова, В. И. Тарасов, К. К. Олесницкая, Т. Ю. Баканова, М. Г. Кузнецов, Д. А. Шутов, А. С. Сергеева Разработана технология подготовки начальных данных двумерных задач математической физики по программам SolidEditor и 2D-РНД. Технология максимально унифицирована для всех счетных методик РФЯЦ-ВНИИЭФ, что позволяет организовать эффективный обмен информацией между этими методиками. Редактор SolidEditor предоставляет развитые возможности по заданию, анализу и редактированию физической и математической постановок задач. Эти возможности значительно облегчают подготовку начальных данных для задач, которые считаются сериями. Для расчета заданных начальных данных (расчет сетки и распределение сеточных величин) используется программа 2D-РНД. |