Суперкомпьютеры в ракетно-космической отрасли

[АниКей]

Суперкомпьютеры Екатеринбурга, Снежинска и Челябинска в этом году объединят в сеть
21.05.10 12:24

Екатеринбург, Май 21 (Новый Регион, Елена Таскина) – В 2010 году на Урале будет создана суперкомпьютерная сеть.

Как рассказал на сегодняшней пресс-конференции в Екатеринбурге председатель УрО РАН Валерий Чарушин, в Свердловской области полным ходом идет реализация проекта «ГИГА», который предполагает увеличение мощности уральского суперкомпьютера с 20 до 100 Терафлопс, создание суперкомпьютерного центра и Центра хранения данных. На сегодняшний день в проект вложено порядка 100 миллионов рублей, однако в течение двух лет ученые потратят на «ГИГА» 900 миллионов.

По словам Валерия Чарушина, уже в 2010 году на усиление самой машины будет потрачено до 300 миллионов рублей, еще столько же может понадобиться для проведения оптико-волоконной связи между отделениями УрО РАН и обеспечение гигабитовой скорости обмена данными.

Как выяснилось, до конца года 3 уральских суперкомпьютера – В Екатеринбурге, Челябинске и закрытом Снежинске – будут объединены в суперкомпьютерную сеть. «Прокладку оптико-волоконной связи между Снежинском и Челябинском взял на себя Минатом, а за объединение южноуральских компьютеров с екатеринбургским взялась компания «Уралсвязьинформ», – рассказал Чарушин.

Стоит напомнить, что в этом году увеличить мощность своего суперкомпьютера планирует и Южноуральский госуниверситет в Челябинске. «СКИФ Аврора» будет усилен с 24 до 40 Терафлопс.

http://www.nr2.ru/ekb/284240.html

[АниКей]

Создание графического интерфейса для подсистемы САПР по расчёту нагрузок на пусковую установку от струи ракетного двигателя.

Павел Подгорнов

Выполнено в качестве курсового проекта по кафедре А-5
Руководитель Клочков А.

    Подсистема САПР "GDN" по расчёту газодинамических нагрузок на пусковую установку была разработана в Конструкторском бюро специального машиностроения (КБСМ г. С-Петербург) и предназначена для определения нагрузок от струи двигательной установки (ДУ) стартующей ракеты.

    На начальном участке траектории ракета совершает пространственное движение, в результате которого струя двигательной установки (ДУ) описывает сложную траекторию, воздействуя на различные элементы пусковой установки (ПУ). Задача осложняется при наличии у ракеты качающихся сопл, системы управления вектором тяги ДУ, стартовых двигателей, двигателей заклона и других дополнительных устройств.

    Подсистема "GDN" включает решение следующих основных задач, оформленных в виде самостоятельных расчетных блоков:

        *          Расчет суммарных силовых нагрузок на элементы ПУ
        *          Расчет эпюр давления на выбранных элементах
        *          Расчет параметров потока, омывающего элементы ПУ
        *          Расчёт взаимного расположения струи ДУ и элементов ПУ

    Все решаемые задачи унифицированы по входным данным, оформленным в виде единой базы данных. Входные данные включают сведения о геометрической форме и размерах конструктивных элементов ПУ, параметрах движения стартующей ракеты на начальном участке траектории, данные по геометрии соплового блока и режимах работы двигателей ракеты, химическому составу топлива. Выбор конкретного варианта расчета обеспечивается заданием соответствующей стартовой траектории ракеты, выбором режима работы ДУ и необходимого временного шага расчета . Расчетные модули подсистемы базируются на оригинальном методе расчета основного участка струи ракетного двигателя с учетом равновесных физико-химических превращений, связанных с догоранием недоокисленных компонентов топлива в кислороде воздуха.

    При формализации внешнего облика, ПУ представляется в виде совокупности простых геометрических элементов (примитивов) четырех типов. Элементы I и II типов представляют собой плоские фигуры, ограниченные ломаной линией или окружностью. Элементы III и IV типов — это замкнутые поверхности второго порядка или их части. Элементы размещаются в пространстве базовой ( связанной с ПУ как с единым целым) системы координат произвольным образом при этом учитывается возможность экранирования одних элементов другими от воздействия струи в процессе движения ракеты по траектории . При описании ПУ сложной конфигурации обьем исходных данных может быть значительным, соответственно, резко увеличивается и вероятность ошибок.

    Недостатком конфигурации подсистемы "GDN", эксплуатирующейся в настоящее время в КБ специального машиностроения и ряде других предприятий отрасли, является отсутствие удобного графического интерфейса, обеспечивающего контроль всего массива исходных данных и наглядное отображение результатов расчета.

    Настоящая работа была выполнена для восполнения этого недостатка и представляет собой отдельный программный модуль на языке Perl, обеспечивающий чтение всего массива исходных данных и результатов расчета с последующей конвертацией в трехмерную VRML (Virtual Reality Modeling Language) сцену . Сенсоры, включенные в состав этой сцены, обеспечивают контроль задания внешнего облика ПУ и комплектации узлов для расчета нагрузок, отображение распределения давления по поверхности элементов в процессе старта, графики изменения параметров обтекающего потока в выбранных точках (датчики).

http://rbase.new-factoria.ru/pub/vrml_kbsm/vrml_kbsm.shtml

[sleo]

http://www.rian.ru/incidents/20100521/237005868.html

ВОЛГОГРАД, 21 мая - РИА Новости. Основной версией колебаний моста в Волгограде эксперты называют аэродинамику, сообщил в пятницу в Волгограде заместитель министра транспорта РФ Олег Белозеров. В Волгограде он провел совещание, на котором рассматривалась ситуация с мостом, с участием представителей различных ведомств и экспертов.

По данным оперативных служб, около 18.40 мск четверга на мосту через Волгу, открытом полгода назад, начались колебания амплитудой до метра. Существовала опасность обрушения мостового перехода, и в целях безопасности людей экстренно было закрыто движение автотранспорта в обоих направлениях.

[Dude]

Как бы не обычное воровство, переоблегченный проект + левые марки стали и бетона...

[АниКей]

http://parallel.ru/info/stories/bridge.html

...Реконструкция моста Golden Gate Bridge

Применение суперкомпьютеров для обеспечения сейсмической устойчивости мостов

Многие считают очевидной способность мостов противостоять сильным землетрясениям. Однако жители Северной Калифорнии были выведены из такого заблуждения землетрясением под названием Loma Prieta, произошедшим 17 октября 1989 года. Была разрушена секция моста Bay Bridge в Сан-Франциско, а также эстакада над улицей Cypress St. в Оукленде. Но более существенным оказалось то, что жители разрушенных районов потеряли уверенность в надежности этих конструкций.

До землетрясения Loma Prieta, с целью оценки устойчивости знаменитого моста Golden Gate Bridge в Сан-Франциско, компании Golden Gate Bridge Highway и Transportation District заключили контракт с инженерами из T.Y. Lin International. Было установлено, что мост неустойчив при землетрясении в 7 и более баллов при условии нахождения эпицентра землетрясения вблизи моста. При силе удаленного от моста землетрясения Loma Prieta равной 7.1 балла, мост не пострадал. Однако стало ясно, что мост нуждается в укреплении.

По заказу городской администрации, фирмами T.Y. Lin International и Sverdrup Corp. было проведено исследование возможности реконструкции моста Golden Gate Bridge и других подобных конструкций для повышения их сейсмической устойчивости. К работе над проектом был привлечен суперкомпьютерный центр Сан-Диего (SDSC), совместно с которым компании осуществили самый детальный численный анализ, который когда-либо проводился для оценки структурной целостности мостов. ...

"Главной задачей этого проекта было проверить устойчивость существующих сооружений, построенных старыми строительными методами, используя при этом современные инженерные и компьютерные технологии" - сказал Chuck Charman, инженер из SDSC. "Как результат, значительно возросла заинтересованность в вычислительных технологиях для структурного анализа сооружений".

Аналитическая группа компании Imbsen под руководством W.David Liu сначала произвела оценку нижней части опоры башенных подпорок, на которых держится пролет моста. Они смоделировали землетрясение и проследили, как деформировались эти подпорки. На этом уровне детализации они смогли определить степень повреждений главной конструкции при землетрясениях в полтора раза сильнее, чем были прежде. "Этот дополнительный запас прочности очень важен, учитывая отсутствие информации о возможной силе грядущих землетрясений" - пояснил Liu.

Потом они сосредоточили внимание на меньшей части башни, чтобы проанализировать воздействие на прочность используемых внутри этой части конструкций, типичных для построек 30-ых годов. Поскольку способы конструирования с тех пор изменились, то им пришлось исследовать взаимодействие старых способов конструирования с современными схемами, используемыми при перестройке.

Инженеры воссоздали небольшой фрагмент опоры башни, разбив ее на 67000 ячеек, включая все заклепки, диафрагмы и железные углы, придав ей 200000 степеней свободы. На этой многомерной модели они могли моделировать землетрясения и наблюдать, насколько и где изгибается и коробится материал. Степень деформаций и разрушения, которые происходят, когда опора башни поднимается или изгибается, критична для решения задачи о сохранности моста после землетрясения. В начале проекта инженеры ввели обе модели в суперкомпьютер Cray, установленный в SDSC. Charman провел несколько тестовых расчетов, чтобы оценить требуемое для моделирования процессорное время. Было определено, что более детальная модель, которую планировалось использовать сначала, оказалась слишком дорогой по затратам вычислительных ресурсов. Системы уравнений, используемые для вычислительного моделирования деформаций, имеют очень сложные взаимосвязи и их решение на компьютере в исходном виде было бы слишком дорогостоящим. Для реализации расчетов группа использовала итеративный подход. Они аппроксимировали нелинейный процесс, производя нагрузку на мост в виде 14 более простых линейных шагов, каждый из которых, в свою очередь, сопровождался пятью или шестью дополнительными шагами для балансировки. В результате, все 70 шагов заняли около 10 часов процессорного времени.

Для более крупной секции опоры группа использовала более 10 сценариев землетрясения, основываясь на различных вариантах землетрясения, чтобы наблюдать реакцию моста. Было проведено около 20 испытаний, каждое из которых потребовало от 6 до 8 часов непрерывного времени работы компьютера. Эти результаты помогли проверить инженерные спецификации по реконструкции, а также оценить стоимость материалов и работ по реконструкции.

Компании T.Y. Lin and Imbsen отвечали за окончательный проект северной части и подвески моста, а компания Sverdrup отвечала за южный подъезд. Как заявил Charman из SDSC, "крупномасштабной перспективой данного проекта должно стать моделирование всего моста. Однако, из-за необходимости работы с высокоточными моделями в настоящее время мы можем моделировать только около 5% одной башенной подпорки поста. Компьютер пока (на 1998 год, прим.ред.) не в состоянии заменить экспертные оценки инженеров".

[Not]

Однако, из-за необходимости работы с высокоточными моделями в настоящее время мы можем моделировать только около 5% одной башенной подпорки поста. Компьютер пока (на 1998 год, прим.ред.) не в состоянии заменить экспертные оценки инженеров".

Ну вы ваще в историю ударились... У меня поинтереснее есть цитата

Наибольшая из когда-либо применявшихся вычислительных машин содержит 20 тысяч электронных ламп. Эту машину нельзя считать типичной, ибо ее конструкция сильно отличается от конструкций тех вычислительных машин на электронных лампах, которые нам представляются в будущем. Вычислительная машина, которые многие считают машиной самого ближайшего будущего будет намного меньше: вероятно в ней будет от 2 до 5 тысяч электронных ламп.

[АниКей]

так надо же было как-то связать интересное сообщение о колебаниях моста в Волгограде с темой суперкомпьютеров в космонавтике :wink:

[Старый]

Вобщем не прошло и 100 лет как мы тоже построили Такомский мост?

[АниКей]

для справки http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82

Такомский мост, или мост Такома-Нэрроуз — висячий мост в США, в штате Вашингтон через пролив Такома-Нэрроуз (часть Пьюджет-Саунд). Общая длина моста — 1822 м, длина центрального пролёта — 853 м  (третий по величине мост в мире в момент открытия 1 июля 1940 года).

Первый вариант моста, спроектрованный Кларком Элдриджем и Леоном Моиссеиффым, разрушился 7 ноября того же года из-за недоучёта ветровой нагрузки и явления механического резонанса. Это событие было заснято на киноплёнку и легло в основу документального фильма «The Tacoma Narrows Bridge Collapse» (1940). Восстановленный мост был открыт в 1950 году.

http://www.lib.washington.edu/specialcoll/exhibits/tnb/

Это все потому, что тогда не было суперкомпьютеров :wink:

видео разрушения моста здесь http://vuz.exponenta.ru/PDF/FOTO/rtm.html

[sleo]

Вобщем не прошло и 100 лет как мы тоже построили Такомский мост?

Не, до Такомского моста Волгоградский не дотягивает! Размах не тот!

ЗЫ А если серьезно, то, видимо, были допущены проектантские ошибки на уровне даже ниже "суперкомпьютерского"...

[Старый]

Размах не тот!

В смысле амплитуда?

ЗЫ А если серьезно, то, видимо, были допущены проектантские ошибки на уровне даже ниже "суперкомпьютерского"...

Да уж, Такомский мост восстановили без всяких суперкомпьютеров и с тех пор его не трясёт. Видать не в компьютерах дело...

[Старый]

Посмотрел видео. Буагага! Точно! Ветром раскачало.
 Но а мериканский то мост на верёвках висел, а наш на опорах стоит, и тем не менее. Как же наши умудрились такое учудить? Вот идиоты...

Блин, это пепец. Страна деградирует на глазах...

[АниКей]

Медведев поручил проверить проектирование моста в Волгограде

Вечером 20 мая во время дождя и сильного ветра амплитуда колебаний конструкций моста достигала 1-1,5 метров. NEWS.BCM.ru  09:31

21.05.2010, Волгоград 21:32:40 Согласно визуальному обследованию, мост в полном порядке, заявил после посещения мостового перехода через реку Волга в Волгограде заместитель министра транспорта РФ Олег Белозеров. РБК  21.05.10 21:32

На место происшествия отправилась специальная комиссия МЧС.Дмитрий Медведев поручил контрольному управлению президента и Генпрокуратуре проверить обстоятельства проектирования, строительства и эксплуатации моста в Волгограде. Infox.ru  21.05.10 10:26
"Судя по видеозаписи, оно составляло порядка 40 см. Но это предусматривалось в рамках допустимого растяжения металла в данной конструкции", - сказал Олег Белозеров .
Олег Белозеров, Министерство транспорта России, заместитель министра

Волгоградское видео http://news.bcm.ru/doc/7254  и http://www.5-tv.ru/news/29301/

[ssb]

Вот ещё неплохой ролик:
Ср. такомский мост:

[Chilik]

Но а мериканский то мост на верёвках висел, а наш на опорах стоит, и тем не менее. Как же наши умудрились такое учудить?

Опоры - опорами, но было ли крепление моста к ним? Иногда пролёт опирают через катки/салазки, чтобы дать возможность играть размерам при термокачке. По видео похоже, что каркас дорожного полотна цельносварной, а на опорах он просто лежал.
Хотя вот в здании, где я работаю, ещё в 1985 году строители "забыли" закрутить гайки на болты, которые держали рельсовый путь для пары 25-тонных мостовых кранов с пролётом ~20 м. Потом расплачивались вёдрами спирта с местной секцией спелеологов, которые поставили гайки на место.

[Старый]

Хотя вот в здании, где я работаю, ещё в 1985 году строители "забыли" закрутить гайки на болты, которые держали рельсовый путь для пары 25-тонных мостовых кранов с пролётом ~20 м. Потом расплачивались вёдрами спирта с местной секцией спелеологов, которые поставили гайки на место.

У вас чего, краны установлены в подвале/подземелье/пещере?

[Старый]

Опоры - опорами, но было ли крепление моста к ним?

И чего, это он так поднимался и с амплитудой полтора метра бился об опоры?
 Впрочем если бы крепления не было то он бы наверно просто улетел.

[zyxman]

местной секцией спелеологов, которые поставили гайки на место.

У вас чего, краны установлены в подвале/подземелье/пещере?

Вы вероятно очень удивитесь, но большинство промышленных альпинистов (которые вешают внешние блоки кондиционеров на высотках, и красят опоры мостов и высотные сооружения), до того были именно спелеологами.
Видать специфика увлечения облегчает приход в профессию - обычные альпинисты сильно любят простор и свежий воздух, а спелеологи проводят очень много времени в узких пещерах и в замкнутом пространстве, и поэтому спелеологам легче чем альпинистам приспособиться к техногенным джунглям.

[Дмитрий В.]

Посмотрел видео. Буагага! Точно! Ветром раскачало.
 Но а мериканский то мост на верёвках висел, а наш на опорах стоит, и тем не менее. Как же наши умудрились такое учудить? Вот идиоты...

Блин, это пепец. Страна деградирует на глазах...

Да, что-то не то... Явно мала изгибная жесткость.

[Старый]

Да, что-то не то... Явно мала изгибная жесткость.

Чтото не то скрее всего ещё хуже. Не удивлюсь если те кто его проектировали вообще ничего не слышали о такомском мосте.