Шингэн дахь хатуу биеийн хөдөлгөөн /Solid body movement in fluid/

Шингэн дахь хатуу биеийн хөдөлгөөн

Механикт биеийн хөдөлгөөнийг хоёр задлан авч үзнэ. Үүнд шилжих, эргэлдэх гэсэн хөдөлгөөнүүд байна. Үнэндээ биднийг эргэн тойрон шингэн, хатуу гэсэн хоёр төлөв байгаа гэж хэлж болно. Хийг шингэн гэж авч үзэх онолын үндэслэл олон бий. Шилжих хөдөлгөөн нь шугаман хурдатгалын улмаас бий болох бол эргэлдэх хөдөлгөөн нь өнцөг хурдатгалаас үүдэлтэй.

Тэгш өнцөгт координатын системд биеийг дараах хэмжээстэд авч үзэж болно.

• 1 хэмжээст – Бие нэг чиглэлд хөдлөнө. Чөлөөний зэрэг 2 байна. Бие шилжихээс гадна эргэх боломжтой.
• 2 хэмжээст – Бие хоёр чиглэлд хөдлөхөөс гадна 1 чиглэлд эргэх боломжтой. Иймд чөлөөний зэрэг нь 3 байна.
• 3 хэмжээст – Бие гурван чиглэлд хөдлөхөөс гадан гурван чиглэлд эргэлдэх боломжтой. Иймд чөлөөний зэрэг нь 6 болж байдал хүндэрч эхэлнэ.

Биеийн хөдөлгөөнийг хоёр хэмжээстэд дараах зургаар дүрслэн харуулъя.

Биеийн геометр онцлогийг агуулж байх лавлах цэгүүдийг заавал авчз үзэх хэрэгтэй. Дээрх тэгш өнцөгтийн (квадрат) хувьд зөврөн өнцөг болон хүндийн төв нь зайлшгүй хянаж байх шаардлагатай цэгүүд юм. Тооцон бодох математикт/физикт биеийн хөдөлгөөнийг тооцохдоо эхлээд хугацааны алхамын дагуу биеийг эргэлтгүйгээр хэвтээ ба босоо шилжилтийн хэмжээгээр шилжүүлж үүний дараагаар хөрвүүлэх матриц ашиглаж эргүүлдэг.

Хагшаасны тухай зөвлөгөөн /symposium on Sediments/

Усны инженерчлэлийн ерөнхий зөвлөгөөн - 2015

General hydraulic symposium - 2015, JSCE, Japan

2015 оны 12 -р сарын 07 - нд Японы Барилгын Инженерүүдийн холбооноос зохион байгуулсан Усны инженерүүдийн ерөнхий зөвлөгөөн 2016-д суусан юм. Энэ жилийн онцлох сэдэв нь хагшаасны зөөгдөлтийн судалгаа, хагшаас үүсэлт, түүний онолын болон тооцон бодох загварчилал, хээрийн судалгааны талаар байлаа.

Доорхи зургууд нь тус зөвлөгөөний үеэр тавигдсан илтгэлүүдийн хуудсууд юм. Нээлтийг ICHARM (Үер усны аюул гамшгаас сэргийлэх) олон улсын байгууллагын судлаач Шинжи Игашира (Shinji Egashira) хийж өөрийн онолын судалгааныхаа үр дүнгээс танилцуулсан юм. 

Ерөнхийд нь ажиглаж хэлэхэд 50-иас дээш насны судлаачид ихэвчлэн онолын болон хээрийн туршилт судалгаа хийдэг, түүнээс дооших насны судлаачид нь тооцон бодох, туршилт тавих зэргээр ажилладаг юм байна. 

Энэ зөвлөгөөний үеэрх судлаачдын гаргасан онцлох судалгааны үр дүн нь:

• Хагшаасны үүсэлт, хөрсний угаагдлын математик загвар хөрс усны хөдөлгөөний хоорондох шүргэх хүчдэлээс их хамааралтай.
• Голын ёроол, түүний нимгэн хөвсгөр үед шингэний хөдөлгөөн оршиж байх ба тэр үед ёроолын хагшаас үүсэх нөхцөл бүрддэг байна. 
• Хагшаасны зөөгдөлт нь хагшаасны физик-хими-механик шинж чанар ширхэглэлээс хамаарна. 
• Зөөлөн хурдастай (холбоослог ба холбоосгүй) үед голдиролын атираажилт, угаагдал зэргийг конвекци-тархалтын тэгшитгэлээр өндөр нарийлчлалтайгаар тооцох боломжтой. 
• Эрчимт урсгалын (Violent flow) үед шингэний чөлөөт гадаргуу ёроолын профайлтайгаа пропорциональ байна. 

Доорхи зургууд нь тайлбаргүй болно. 

GPU ба GPGPU ашиглах, параллель тооцоолол /GPGPU and parallel computation/

НАСА-гийн сансрын хөлөг хөөргөгчийн ШД-ын супер тооцоолол. Өндөр бүтээмжтэй тооцоолол (High performance computation) орчин үеийн тооцооллын өнгийг тодорхойлж байна. Ялангуяа шингэний динамикийг тооцон бодоход параллель тооцооллыг супер компьютер болон процессорын кластерийн тусламжтайгаар гүйцэтгэж байна. Масштаб өргөнтэй тооцооллууд болох уур амьсгалын загварчилал, хүрээлэн буй орчны загварчилал, гол мөрний гидравлик болон гидрологийн загварчилалыг өндөр нарийвчлалтайгаар богино хугацаанд үр ашигтай загварчилах хурдасгуур нь GPU эсвэл GPGPU байх боломжтой юм. 

График процессын нэгжтэй (GPU)  танилцсан нь

GPU гэж юу вэ? График процессийн нэгж (graphical processing unit) нь маш хурдтайгаар график, зургийг боловсруулж, бүтээж дэлгэцрүү гаргах зориулалттай онцгой электрон хэлхээгээр зохион бүтээгдсэн процессорын нэгж юм. GPU-ийг супер компьютерээс эхлээд ухаалаг гар утасанд хүртэл ашиглаж байна. Орчин үеийн GPU нь компьютер график/тоглоом болон зургийн боловсруулалтанд мөш өргөн хүрээгээр, үр дүнтэй ажиллаж байна. Үүнээс гадна бидний зорьж байгаа тооцон бодох ухаанд маш өргөн ашиглагдаж байгаа параллел тооцооллын хэрэгсэл юм. Одоо зах зээл дээр байгаа GPU -ийн ердийн бүтээгдэхүүнүүд нь

• NVIDIA GeForce
• AMD Radeon
• Intel HD Graphics нар юм байна.

Шингэний чөлөөт гадаргууг ойролцоолох /free surface flow with LBM/

Шингэний чөлөөт гадаргууг ЛБА тооцоолох

Усны барилгын хувьд шингэн ихэнхдээ агаартай харьцах ба шингэн ба агаарын харилцах үеийг чөлөөт гадаргуу гэж нэрлэнэ. Хэлхээст тооцооны аргад уг чөлөөт гадаргууг тодорхойлоход төвөгтэй байх ба чөлөөт аргад ямар нэгэн нэмэлт техник ашиглалгүйгээр ойролцоолох боломжтой байдаг. ЛБА нь мөн л хэлхээст аргын ангилалд багтах учир нэмэлт загвар ашиглаж усны чөлөөт гадаргууг нэг фазат байдлаар тооцох боломжтой. Төгсгөлөг аргуудын хувьд шингэний эзлэхүүний арга эсвэл шийдлийн алгоритмоор шингэний чөлөөт гадаргууг ойролцоолох боломжтой. 

Шингэний цалгилт

Усан баганын задралын шинжилгээ