Целью данной работы является моделирование процесса нагревания сетки стержней, пересекающихся в заданных точках.
Тела сверху и снизу поддерживаются при постоянной температуре. Границы горизонтальных стержней сохраняют изначальную температуру, имитируя бесконечный стержень.
В центре находится излучатель, нагревающий стержни.
Более подробное математическое описание задачи можно посмотреть в файле Physical_explanations.pdf.
Программа, производящая рассчеты находится в дериктории Module_for_cluster.
Для запуска требуется ввести следующий параметры в метод “parseParam”:
- d_x
- d_y
- t_step
- Длина вертикальных стержней
- Длина горизонтальных стержней
- Число вертикальных стержней
- Число горизонтальных стержней
- Коэффициент температуропроводности вертикальных стержней
- Коэффициент температуропроводности горизонтальных стержней
- Температура тела сверху
- Температура тела снизу
- Погрешность на концах горионтальных стержней
- Изначальная температура стержней
- Точки отсутствия пересечений
- Мощность лампочки
- Радиус вертикальных стержней
- Плотность вертикальных стержней
- Теплоемкость вертикальных стержней
- Коэффициент поглощения вертикальных стержней
- Радиус горизонтальных стержней
- Плотность горизонтальных стержней
- Теплоемкость горизонтальных стержней
- Коэффициент поглощения горизонтальных стержней
После этого следует вызвать метод nextStep необходимое число раз.
Для вывода результатов в консоль слудукт вызвать метод print_picture.
В результате получаем набор чисел, описывающий температуры стержня во всех точках:
Для построения графика используется скрипт Python.
Программа берет данные из csv файлов, поэтому сначала необходимо запустить метод print_to_csv из основной программы. В результате работы программы получаем следующую анимацию:
Для обработки расчётов на кластере, коллеги разработали отдельный комплекс программ.
На следующем скриншоте продемонстрирован результат работы интерфейса, отображающего данные, принятые с кластера.
В ходе выполнения данной работы на основе математической модели и ее начальных и граничных условий была написана программа расчета температуры стержней в течение заданного промежутка времени. На основе полученных данных была создана анимация, отображающая данный процесс.