Отчет ИВМ СО РАН за 2011 год

Важнейшие научные результаты ИВМ СО РАН 2011 года

• Важнейшие научные результаты ИВМ СО РАН 2011 года
• Эффект ускорения солнечного ветра на границе магнитосферы, обусловленный межпланетным магнитным полем
• Программно-вычислительный комплекс «Panel Emulator» для расчетов теплового режима приборного блока космического аппарата негерметичного исполнения
• Программный комплекс «Виртуальный тренажер пожарной безопасности»

Авторы: проф., д.ф.-м.н. Еркаев Н. В.

Получен эффект ускорения плазмы солнечного ветра вблизи границы магнитосферы на основе модели магнитной струны в широком диапазоне чисел Маха-Альфвена. Модельные расчеты показывают, что скорость плазмы в магнитослое может превышать скорость невозмущенного солнечного ветра более, чем на 60 % для чисел Маха-Альфвена меньших трех. При этом максимум скорости достигается на ночной стороне магнитосферы. Этот результат хорошо согласуется с экспериментальными данными. Максимум скорости и толщина граничного слоя ускоренной плазмы уменьшаются с ростом числа Маха-Альфвена. Физический механизм данного явления связан с натяжением искривленных магнитных силовых линий, огибающих магнитосферу при обтекании ее солнечным ветром (Рис. I.1).

Рис. I.1. Магнитные силовые линии и линии тока

На Рис. I.1. изображены магнитные силовые линии (синие) и линии тока (зеленые) на поверхности обтекания магнитосферы Земли (проекция на плоскость симметрии XZ). Красными точками обозначена зона ускоренного потока. Расстояния даны в единицах радиуса Земли. Пунктиром показана линия терминатора, отделяющая дневную сторону от ночной.

Основные публикации:

1. Erkaev N. V., Farrugia C. J., Harris B., Biernat H. K.
   On accelerated magnetosheath flows under northward IMF // Geophysical Research Letters. — 2011. — V. 38. — P. L01104. — doi: 10.1029/2010GL045998.

Авторы: к.ф.-м.н., с.н.с. Деревянко В. А., к.ф.-м.н. Васильев Е. Н., к.ф.-м.н. Деревянко В. В.

Расчетная часть и интерфейс программно-вычислительного комплекса (ПВК) «Panel Emulator» полностью разделены и реализованы в разных программных компонентах, связанных между собой с помощью XML-схемы. Математическая модель, положенная в основу ПВК, учитывает циклограммы включения приборов и нагревателей, динамику изменения внешних радиационных потоков при движении по орбите. ПВК позволяет задавать сложную геометрию приборной сотовой панели с отверстиями и выступами. Он предоставляет конструктору удобный графический интерфейс, с помощью которого можно задавать конфигурацию приборов и элементов терморегулирования на поверхностях сотовой панели. ПВК позволяет проводить для заданной конфигурации приборного блока расчет теплового режима и наблюдать динамику изменения температурных полей. Предусмотрена возможность отслеживания динамики изменения температуры в заданных точках поверхности и индикации перегрева приборов. ПВК разработан по заданию ОАО «ИСС» и внедрен в проектном отделе.

Рис. I.2. Редактирование параметров задачи, вывод результатов расчета и визуализация температурного поля программными средствами ПВК

Авторы: д.т.н. Ноженкова Л. Ф., к.т.н. Ничепорчук В. В., к.т.н. Бадмаева К. В., к.ф.-м.н. Кирик Е. С., Малышев А. В., к.т.н. Евсюков А. А., Морозов Р. В., Витова Т. Б., Марков А. А. (ИВМ СО РАН); Литвинцев К. Ю., Антонов А. В. (Сиб. филиал С.-Пб. университета ГПС МЧС РФ)

На основе интеграции современных достижений в области имитационного моделирования, вычислительных технологий, информационных технологий, включая базы данных, трехмерную графику, географические информационные системы, разработан уникальный программный продукт — учебный программный комплекс для образовательных учреждений «Виртуальный тренажер пожарной безопасности». Для моделирования условий пожара использованы современные возможности компьютерного имитационного моделирования тепломассопереноса. Для моделирования эвакуации людей использована оригинальная полевая непрерывно-дискретная модель движения людей. Реализована возможность учета взаимного влияния процессов эвакуации и распространения пожара. Для представления результатов моделирования эвакуации и развития пожара, реализации функций по отработке навыков действий при пожаре разработаны и программно реализованы алгоритмы трехмерной визуализации, оптимизирующие требования к аппаратным ресурсам. Для анализа результатов расчетов разработаны алгоритмы аналитической обработки данных и формирования отчетов.

Рис. I.3. Виртуальная тревога: произошло возгорание в актовом зале школы, задача — эвакуироваться из здания в заданных условиях

Основные публикации:

1. Ноженкова Л. Ф., Бадмаева К. В., Мельник А. А., Морозов Р. В.
   Функциональное моделирование процесса поддержки принятия решений при возникновении угроз пожарной безопасности на объектах сферы науки и образования // Сб. тр. XI Всерос. конф. с участием иностранных ученых «Проблемы мониторинга окружающей среды». — Кемерово: КемГУ. — 2011. — С. 93-97.

2. Бадмаева К. В., Морозов Р. В.
   Формирование рекомендаций по пожарной безопасности на основе расчетов риска // Информация и связь. — 2011. — № 3. — С. 69-71.

3. Евсюков А. А.
   3D-тренажер эвакуации людей при пожарах // Тезисы докл. XII Всерос. конф. молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям. — Новосибирск: ИВТ СО РАН. — 2011. — С. 28-29.

4. Кирик Е. С., Юргельян Т. Е., Малышев А. В., Дектерев А. А., Литвинцев К. Ю., Мельник А. А., Антонов А. В.
   О формализации реакции человека на пожар и интеграция моделей эвакуации и развития ОФП // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. — 2011. — Т. 3. — С. 59-68.