Программный комплекс удаленного доступа для численного решения сопряженных задач термомеханики
|
Скачать 51.45 Kb.
|
|
ISSN 1810-0198 Вестник ТГУ, т.18, вып.3, 2013 УДК 621.315.592:539.52: 004-42 ПРОГРАММНЫЙ кОМПЛЕКС УДАЛЕННОГО ДОСТУПА ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ СОПРЯЖЕННЫХ ЗАДАЧ термоМЕХАНИКИ Н.А. Верезуб 1), А.И. Простомолотов1), Х.Х. Ильясов1), В.С. Просолович 2) 1) ФГБУН Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук, г. Москва, Россия, verezub@ipmnet.ru 2) Белорусский государственный университет, г. Минск, Республика Беларусь, prosolovich@bsu.by Ключевые слова: комплекс программ; удаленный доступ; сопряженное моделирование; термомеханика. Представлен комплекс программ CrystmoNet, который обеспечивает удаленный доступ для решения сопряженных задач термомеханики по схеме Клиент-Сервер и применяется в технологии выращивания кристаллов и преподавании. Для большинства конкретных технологических задач требуется сопряженное моделирование различных физических процессов. Одной из таких задач является выращивание кристаллов из расплава методом Чохральского, в которой для адекватного расчета термонапряженного состояния (в том числе сложного – с учетом анизотропии и пластичности) и формирования микродефектов в кристалле требуется корректный расчет теплового поля с учетом гидродинамики в расплаве, процесса кристаллизации и теплообмена излучением в установке выращивания [1]. В данной работе представлен программный комплекс CrystmoNet, позволяющий решать такую и аналогичные сопряженные задачи термомеханики в режиме удаленного доступа. Данный комплекс применяется при совместной работе с технологическими организациями и с проходящими у нас практику студентами. Он использует разработанные нами модули Crystmo [2] и Defects [3] для расчета теплопереноса и дефектообразования, а также коммерческие модули: Fluent – для механики жидкости (AnsysFluent [4]), Marc и Mentat (MSC.MarcMentat [5]) – для твердотельной механики и Tecplot (Tecplot-360 [6]) – для графического представления результатов. Программный комплекс CrystmoNet обеспечивает возможность дистанционной работы по схеме Клиент-Сервер на двух платформах: MS Wndows – на клиентском компьютере (Клиенте) и Unix-подобной – на удаленном серверном компьютере (Сервере). На Клиенте инсталлируется программа-оболочка CrystmoNet-Shell, управляющая работой комплекса, и пре/постпроцессор Mentat для ввода исходных данных и вывода результатов расчета. Сервер лицензий, расчетные модули Crystmo, Defects, Marc, Fluent и графический постпроцессор Tecplot инсталлируются на Сервере. Обмен данными между Клиентом и Сервером осуществляется по схеме, представленной на Рис. 1. Работа с комплексом начинается с запуска программы-оболочки на Клиенте и получения лицензии. CrystmoNet-Shell открывает окно Server.data (Рис. 2), которое содержит входные данные, кнопки-команды для расчетных модулей и Tecplot. С ее помощью задаются данные о расположении отдельных компонентов и способа взаимодействия между ними. Контроль количества одновременно работающих приложений осуществляется сервером лицензий. Для получения лицензии на удаленную работу задаются данные по идентификации пользователя, сервера лицензий, номера порта для взаимодействия, которые должны быть согласованы с системным администратором комплекса. Наличие флажка Remote work with PuTTY позволяет на экране Клиента создавать эмулятор терминала Сервера для контроля выполнения заданий.  Рис. 1. Диаграмма взаимодействия Клиент-Сервер с направлениями обмена между модулями для удаленной работы в рамках программного комплекса CrystmoNet.  Рис. 2. Окно Server.data для регистрации пользователя при получении допуска к работе на удаленном компьютере. Модули Marc, Fluent, Tecplot имеют собственные окна для ввода входных данных, для Crystmo и Defects созданы окна Crystmo.data и Defects.data. Запуск расчетных модулей и Tecplot на Сервере c одновременным файловым обменом между Клиентом и Сервером начинается с нажатия на кнопку Run в окнах Marc+Crystmo, Crystmo.run, Defects.run, Tecplot.  Рис. 3. Окно Marc+Crystmo для передачи файлов от Клиента к Серверу и обратно для работы Marc или Мarc+Crystmo. В качестве примера на Рис. 3 показано окно Marc+Crystmo с перечислением файлов и их форматов для пересылки от Клиента к Серверу и обратно. Возможны два варианта запуска Marc. В первом расчет проводится решателем Marc – тогда флажок Run Mentat отсутствует. Во втором случае выполняется сопряженный расчет по Marc и Crystmo. При этом в число файлов, копируемых на Сервер, включается Фортран-модуль Crystmo.f, который перед расчетом автоматически интегрируется в объектную среду Marc с образованием модуля Marc+Crystmo. Сопряженный расчет по модулям Marc и Fluent, Marc и Defects, Marc и Crystmo организуется на основе файлового обмена между ними. Графические построения в программе Tecplot выполняются на Сервере по данным расчета, которые могут быть скопированы в виде рисунков на компьютер Клиента. Применительно к технологии выращивания кристаллов кремния диаметром 150 мм методом Чохральского расчет проведен на основе сопряжения радиационно-кондуктивной модели в Marc и моделей конвекции в Crystmo или Fluent. Температурное поле в ростовой установке «Редмет-90М» показано на Рис. 4а. С его использованием по модулю Marc рассчитаны напряжения в кристалле с целью оценки возможностей возникновения критических напряжений, вызывающих пластическую деформацию и генерацию дислокаций (Рис. 4б). Расчетные значения напряжений не превышают критические. Их максимальное значение (7.6 МПа) достигается на боковой поверхности кристалла вблизи фронта кристаллизации. При удалении от фронта напряжения уменьшаются. Тепловые условия также оказывают существенное влияние на рекомбинацию собственных точечных дефектов и образование микродефектов в кристалле. По модулю Defects рассчитано распределение микродефектов в кристалле с использованием его тепловой истории, учитывающей изменение скорости его вытягивания из расплава VP (Рис. 4в,г). Микродефекты межузельного типа (I) сконцентрированы вблизи боковой поверхности, а вакансионные (V) расположены в центре слитка. Форма I/V-границы микродефектов соответствует характеру изменению VP.  Рис. 4. Пример сопряженного решения задач термомеханики при выращивании кристаллов кремния методом Чохральского: температурное поле в установке (а); поле напряжений Мизеса в кристалле (б); изменение скорости вытягивания кристалла (в); I/V-граница микродефектов в выращенном кристалле (г). В течение ряда лет программный комплекс CrystmoNet используется в ОАО «ГИРЕДМЕТ» (Москва) при конструировании тепловых узлов установок для выращивания кристаллов методом Чохральского, а также в преподавании основ математического моделирования и выполнении дипломных работ студентов в двух московских ВУЗах: на кафедре физики «МАТИ» и в Институте новых материалов и технологий «МИСиС». В настоящее время он также начал использоваться на кафедре физики полупроводников и наноэлектроники Белорусского госуниверситета. ЛИТЕРАТУРА
БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментального исследования (гранты:12-02-90027-Бел_а, 12-02-01126, 11-08-00966). Поступила в редакцию 10 апреля 2013 г. Prostomolotov A.I., Verezub N.A., Ilyasov H.H., Prosolovich V.S. THE REMOTE ACCESS CODE FOR NUMERICAL SOLUTION OF CONJUGATED THERMOMECHANICAL PROBLEMS CrystmoNet code is presented, which provides the remote access for numerical solution of the conjugated thermomechanical problems by Client-Server scheme and has the applications in crystal growth technology and education. Key words: program code; remote access; conjugated modeling; thermomechanics. |
Похожие:
 |
Правила предоставления технической поддержки с использованием системы Team Viewer Онлайн-поддержка – оказание Банком Клиентам услуг по настройке клиентской части программного обеспечения систем удаленного доступа... |
|
Конкурсная документация на выполнение работ по адаптации физической... Специализированный программный комплекс мониторинга и управления временным персоналом во время подготовки |
 |
Служба маршрутизации и удаленного Доступа (rras) Инсталляция Routing and Remote Access Service с помощью сетевого доступа к установочным файлам 18 |
|
Междисциплинарная автоматизированная система обучения на основе сетевых... Это полнофункциональный комплекс информационно-образовательных, информационно-методических и учебно-исследовательских ресурсов, необходимых... |
|
Решение задач по математике Учебно-методический комплекс рабочая... Курс по выбору выполняет функцию поддержки основного курса «Курс общей и экспериментальной физики» и ориентирован на углубление предметных... |
|
Учебно-методический комплекс «Биохимия» 3 курс, V семестр 020201. 65 «Биология (специалист)» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов III курса факультета естественных наук, направление подготовки 020201. 65... |
|
Учебно-методический комплекс «Биохимия» 3 курс, V семестр 06. 03.... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов III курса факультета естественных наук, направление подготовки 06. 03. 01... |
|
Учебно-методический комплекс «Биохимия» 3 курс, V семестр 020201. 65 «Биология (специалист)» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов III курса факультета естественных наук, направление подготовки 020201. 65... |
|
Инструкция для следователей и дознавателей по направлению заявок... Автоматизированный программный комплекс Адвокатской палаты Приморского края (далее – аппк) на участие адвокатов в качестве защитников... |
|
Аппаратно-программный комплекс «АвтоТрекер» Бортовой блок ат10 Паспорт Данный документ является Паспортом на управляющее устройство «Бортовой блок ат10», входящее в аппаратно-программный комплекс «АвтоТрекер»... |
|
Матлаб (matlab) система компьютерной математики, которая в настоящее... В настоящее время матлаб представляет собой развитую систему, включающую в себя в качестве составных частей инструменты для решения... |
|
Методические указания к выполнению курсовых работ. Методика решения... Учебный эксперимент при изучении кислород- и азотсодержащих органических соединений |
|
Программный комплекс «Реестр имущества-смарт» версия 15. 01 Руководство... Настоящий документ является частью руководства администратора пк «Реестр имущества-смарт» версии 15. 01 (далее «программный комплекс»)... |
|
Инструкция TeamViewer V. 5 Программа TeamViewer предназначена, для... Программа TeamViewer предназначена, для того чтобы обеспечить возможность удаленного управления Вашим компьютером инженерам гбу "цибп"... |
|
Инструкция по работе с программой удалённого доступа и поддержки... |
|
Аппаратно-программный комплекс «безопасный город» программно-аппаратный... Бизнес-аналитика, программное обеспечение, созданное для помощи в анализе информации |