PARALLELE MODELLIERUNG UND SIMULATION DER LUFTDYNAMISCHEN PROZESSE IN DEN GRUBENBEWETTERUNGSNETZEN
Journal Title: Вісті Донецького гірничого інституту - Year 2018, Vol 1, Issue 1
Abstract
Ziele des Beitrages sind die Grubenbewetterungsnetze (GBN) als Objekte der Automatisierung und komplexe dynamische Systeme mit verteilten Parametern zu präsentieren, die Ansätze zur parallele Modellierung und Simulation der luftdynamischen Prozesse und GBN-orientierte parallele Simulationswerkzeuge der modellgetrie-benen Aufgabenlösungen in Bergbausicherheitstechnik vorzuschlagen. Methodologisch werden zwischen der luft- und gasdynamishen Prozesse unterschieden. Das mathematische Modell der Luftdynamik wird mit den partiellen Differentialgleichungen beschrieben. Die äußeren und inneren Randbedingungen werden mit der Berücksichtigung der Struktur des GBN-Graphen und Vorhandensein der regelbaren Komponenten formuliert. GBN-Dekomposition erlaubt die Herleitung der Gleichungen für alle Arten von Abbauten und eine Berücksichti-gung der bergbautechnischen Bedingungen. Durch Approximation der GBN-Graphenkanten nach Linienverfahren werden ortdiskretisierte Modell und Simulationsmodell des GBN als des Objektes mit verteilten Parametern erhalten. Es werden die für parallele Simulationstechnik wichtige Definitionen der minimalkörnigen MIMDProzesse, virtuellen parallelen GBN-Simulationsmodelle, des Devirtualisierungsvorgangs, des parallelen GBN-Simulators und parallelen GBN-Simulation formuliert. Als neue Schwerpunktkomponente des parallelen GBN-Simulators wird aufgrund der blockartigen numerischen Verfahren (BAV) entwickelter Gleichungslöser vorgeschlagen, implementiert sowie am Beispiel des Test-GBN geprüft und analysiert. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die BAV-Anwendung gute Perspektive hat. Diese Verfahren haben höhere Genauigkeit und Konvergenz, besseres Verhältnis „Genauigkeit-Geschwindigkeit“ im Vergleich mit den traditionellen Verfahren. Es wird Neuansatz zur Parallelisierung des GBN als Objektes der parallelen Modellierung und Simulation vorgeschlagen: die virtuelle BAV-diskrete GBN- Simulationsmodelle werden auf vier Parallelitätsebenen „Eine Gleichung – MIMD-Prozess“, „Ein Approximationselement – MIMD-Prozess“, „Eine Kante – MIMD-Prozess“ und „Ein Teilgraph – MIMD-Prozess“ realisiert. Aufgrund der Modelle, Simulationsmodelle, Simulatoren und virtuellen Parallelitätsebenen wird Konzeption der GBN-orientierten verteilten parallelen Simulationsumgebung (VPSU) als neue Systemorganisation der parallelen Rechenressourcen vorgeschlagen. Die parallelen VPSU-Simulatoren werden für modellgestützte Aufbau der Automatisierungssysteme in Kohlegruben als Objekte der Industrie-4.0 verwenden. Bei der Erweiterung der GBN-Modelle mit den Gleichungen die gasdynamischen Prozesse werden die vorgeschlagenen Ansätze auch gelten. Die erhaltene Erfahrung der parallelen Modellierung und Simulation der Grubenbewetterungsnetze dient für weitere Arbeiten in Forschung und Lehre in der parallelen Simulationstechnik (ParSimTech) sowie in Anwendungsgebiete wie Bergbautechnik, Energetik, Hüttenwesen, Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Authors and Affiliations
Володимир Святний, Олександр Мірошкін
Keywords
Related Articles
- EP ID EP434769
- DOI 10.31474/1999-981X-2018-1-116-129
- Views 135
- Downloads 0
ФІЗИЧНІ ТА ТЕХНОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ ФОРМУВАННЯ ДЕТОНАЦІЙНОЇ ЗДАТНОСТІ СВЕРДЛОВИННИХ ЗАРЯДІВ ЕМУЛЬСІЙНИХ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН
Розглянуто вплив фізичного стану та складу емульсійної вибухової речовини, геометричних параметрів і умов підривання заряду, особливостей динамічних процесів в заряді та руйнованому масиві на прояви явища десенсибілізаці...
РОЗРАХУНОК ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ БЕЗПЕКИ ПІДПРИЄМСТВА
Для розробки систем забезпечення надійності та систем управління безпекою, визначено структуру показників загальної безпеки підприємства. З їх номенклатури відокремлено організаційно-технічну безпеку. Запропоновано перел...
ДОСЛІДЖЕННЯ ДОВЖИНИ ШЛЯХУ РІЗАННЯ БУРОВИХ ВИКОНАВЧИХ ОРГАНІВ ПОРОДОРУЙНІВНИХ МАШИН СУЦІЛЬНОГО РУЙНУВАННЯ
Робота присвячена дослідженню інтегрально-геометричного показника траєкторій руху інструмента бурових виконавчих органів породоруйнувальних машин – довжини шляху різання, що розглядається як один із основних критеріїв оп...
НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОСНОВАНИЙ ПОД ЛЕНТОЧНЫМИ ФУНДАМЕНТАМИ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Рассмотрены проблемы напряженного состояния оснований под ленточными фундаментами подземных сооружений. Определены от полосовых равномерно распределенных нагрузок q(x) действующих от стен подземных сооружений через ленто...
ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ОБЛИЦЮВАЛЬНИХ ЗАХИСНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ВОГНЕЗАХИСТУ МЕТАЛЕВИХ ГАЗОПРОВОДІВ
Проведено аналіз застосування вогнезахисних матеріалів для захисту металевих повітропроводів, в тому числі і газопроводів систем дегазації вугільних шахт, в сучасному будівництві та фізико-механічні характеристики таких...