Достигнутые результаты

По направлению «Создание математического и программного обеспечения для автоматической генерации распределенных виртуальных испытательных стендов, позволяющих оптимизировать процесс инженерного проектирования и анализа новых или модернизируемых изделий и технологических линий в металлургии, машиностроении и энергетике» в отчетный период 2014г. была разработана концепция частной облачной PaaS-платформы Mjolnirr, предоставляющей облачные сервисы на базе распределенных вычислительных сред, разработана подсистема DiVTB Control System.

Проведены следующие эксперименты: тестирование производительности программного комплекса Mjolnirr; тестирование программного компонента DiVTB Control System. Проведены работы по созданию алгоритма планирования ресурсов в проблемно-ориентированных средах для эффективного планирования заданий. Разработана система моделирования алгоритмов планирования и диспетчеризации в распределенных вычислительных системах.

Были разработаны модель проблемно-ориентированной среды и алгоритм планирования ресурсами, учитывающие специфику проблемно-ориентированной среды.

На основе предложенных подходов реализована программная система DiVTB Broker, ориентированный на работу в проблемно-ориентированных распределенных вычислительных средах. Проведены вычислительные эксперименты, подтверждающие эффективность предложенных методов управления вычислительными ресурсами.

По направлению «Разработка технологических основ создания компьютерных моделей человеческого тела с учетом кожных покровов, соединительных тканей, мышц и внутренних органов для суперкомпьютерного моделирования задач, связанных с получением качественно новых видов одежды, средств защиты и реабилитации человека и др. применения» в отчетный период 2014г. были произведены следующие теоретические разработки:

созданы модели пролетов воздушной линии электропередачи напряжением 500 кВ, позволяющие расчетным путем получать распределение напряженности электрического поля под воздушной линией электропередач; получена математическая модель мышц при сжатии, необходимая для моделирования ударного воздействия на организм человека; созданы модели керамических структур (входят в состав бронежилетов) на основе комбинации двух систем элементарных объемов (Voxel) случайно распределенных по объему и отличающихся характеристиками упругости и прочности; создана модель термопластичных композитов, эта модель позволяет с достаточной точностью прогнозировать как остаточную скорость ударника после пробоя, так и размеры зоны расслоения.

Проведены следующие эксперименты: выполнение расчетов на суперкомпьютере с целью определения напряженности электрического поля под воздушной линией электропередачи с учетом рельефа местности; исследование циклического сжатия с использованием универсальной испытательной машины INSTRON 5882 мышц при скорости траверсы 5 мм/мин; проведены натурные и численные (на суперкомпьютере) испытания до разрушения образцов, имеющих дискообразную форму, из керамики с пористостью 4…23% по схеме изгиба на кольцевой опоре и получены величины разрушающей нагрузки, расчетные и экспериментальные данные отлично согласуются между собой.

По направлению «Разработка теоретических основ эффективного распараллеливания обработки запросов в системах баз данных для многопроцессорных многоядерных архитектур с большой суммарной оперативной памятью, работающих в грид-средах» в отчетный период 2014 г. были произведены следующие теоретические разработки: разработано формальное описание распределенных колоночных индексов, предназначенных для параллельной обработки запросов к сверхбольшим базам данных на основе доменно-интервальной фрагментации; разработана математическая модель многопроцессорных вычислительных систем с многоядерными ускорителями.

Разработано следующее программное обеспечение (ПО): прототип обработчика транзакций, использующего распределенные колоночные индексы; эмулятор процессов параллельной обработки транзакций на вычислительных кластерах с многоядерными ускорителями. Проведены эксперименты на суперкомпьютере «Торнадо ЮУрГУ», исследующие эффективность разработанного ПО.

По направлению «Суперкомпьютерное моделирование окружающей среды» в отчетный период 2014г. были произведены следующие теоретические разработки: разработаны элементы универсального подхода, объединяющего эмпирические и численные методы прогноза погоды, основанные на реконструкции жизненного цикла атмосферного объекта.

Проведены следующие эксперименты: с использованием модели WRF-ARW произведена реконструкция циркуляций острова тепла г. Челябинска для двух периодов экстремального загрязнения атмосферы и реконструкция эволюции 15 конвективных систем, сопровождавшихся опасными явлениями погоды. Дальнейшие работы позволят создать комплекс конкретных методик прогноза опасных явлений, включая оценку редких экстремальных явлений.

Лаборатории мирового уровня ПНР-5