commit 74e4f017c3c06462cd67f83784e7a21332c24b86
parent bfb0e42d14cfe041d700ecb855c9f31b3bb34271
Author: Ivan Gankevich <igankevich@ya.ru>
Date: Fri, 22 Jun 2018 14:10:00 +0300
Write notes for the first part.
Diffstat:
5 files changed, 232 insertions(+), 61 deletions(-)
diff --git a/Makefile b/Makefile
@@ -1,6 +1,7 @@
PHD_RU = arma-thesis-ru
PHD_EN = arma-thesis
SLIDES = arma-slides
+SLIDES_WITH_NOTES = $(SLIDES)-with-notes
FLAGS = -interaction=nonstopmode \
-output-directory=build \
-pdf \
@@ -10,7 +11,7 @@ FLAGS = -interaction=nonstopmode \
export TEXINPUTS=$(PWD)//:
-all: build/$(PHD_RU).pdf build/$(PHD_EN).pdf build/$(SLIDES).pdf
+all: build/$(PHD_RU).pdf build/$(PHD_EN).pdf build/$(SLIDES).pdf build/$(SLIDES_WITH_NOTES).pdf
build/$(PHD_RU).pdf: $(PHD_RU).tex preamble.tex bib/*
latexmk $(FLAGS) -f $(PHD_RU).tex
@@ -24,6 +25,10 @@ build/$(SLIDES).pdf: $(SLIDES).tex slides-preamble.tex math.tex
latexmk $(FLAGS) -f $(SLIDES).tex
true
+build/$(SLIDES_WITH_NOTES).pdf: $(SLIDES_WITH_NOTES).tex slides-preamble.tex math.tex
+ latexmk $(FLAGS) -f $(SLIDES_WITH_NOTES).tex
+ true
+
$(PHD_EN).tex: $(PHD_EN).org
org export $< latex
@@ -33,6 +38,10 @@ $(PHD_RU).tex: $(PHD_RU).org
$(SLIDES).tex: $(SLIDES).org
org export $< beamer
+$(SLIDES_WITH_NOTES).tex: $(SLIDES).tex
+ sed -r -e 's/\\documentclass\[(.*)\]\{(.*)\}/\\documentclass[\1]{article}\\usepackage[\1]{beamerarticle}\\include{fonts}/g' < $< > $@
+ #sed -r -e 's/\\documentclass\[(.*)\]\{(.*)\}/\\documentclass[\1,notes]{\2}/g' < $< > $@
+
clean:
rm -f build/$(PHD_EN)*
rm -f build/$(PHD_RU)*
diff --git a/arma-slides.org b/arma-slides.org
@@ -3,12 +3,12 @@
#+DATE: Санкт-Петербург, 2018
#+LANGUAGE: ru
#+LATEX_CLASS: beamer
-#+LATEX_CLASS_OPTIONS: [14pt,aspectratio=169]
+#+LATEX_CLASS_OPTIONS: [14pt,aspectratio=169,ignorenonframetext]
#+LATEX_HEADER_EXTRA: \input{slides-preamble}
#+BEAMER_THEME: SaintPetersburg
#+OPTIONS: todo:nil title:nil ':t toc:nil H:2
#+STARTUP: indent
-#+PROPERTY: header-args:R :results graphics :exports results :cache yes
+#+PROPERTY: header-args:R :results graphics :exports results :cache yes :eval no-export
#+begin_export latex
\setbeamertemplate{title page}{%
@@ -24,7 +24,8 @@
\vfill\spbuInsertField{date}%
}
\setbeamerfont{block title}{size=\small}
-\frame{\maketitle}
+\setbeamerfont{note page}{size=\footnotesize}
+\setjobnamebeamerversion{arma-slides}
#+end_export
* Введение
@@ -32,30 +33,33 @@
:BEAMER_env: ignoreheading
:END:
-** Модель Лонге---Хиггинса :noexport:
-#+begin_export latex
-\small
-Исследовать возможности математического аппарата и численных методов для
-имитационного моделирования морских волн произвольных амплитуд.
-\vskip\baselineskip
-\textcolor{spbuTerracotta}{Текущий уровень развития.} Формула аппликаты волны:
-\begin{equation*}
- \arraycolsep=1.4pt
- \begin{array}{ll}
- \zeta(x,y,t) &= \sum\limits_n c_n \cos(u_n x + v_n y - \omega_n t + \epsilon_n), \\
- \end{array}
-\end{equation*}
-Формула потенциала скорости:
-\begin{equation*}
- \phi(x,y,z,t) = \sum_n \frac{c_n g}{\omega_n}
- e^{z\sqrt{u_n^2+v_n^2}}
- \sin(u_n x + v_n y - \omega_n t + \epsilon_n).
-\end{equation*}
-#+end_export
+** Титульный лист
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: fullframe
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
+
+#+beamer: \label{slide-title}
+#+beamer: \maketitle
+
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
-Недостатки: периодичность, вероятностная сходимость, линейная теория волн.
+#+beamer: \spbuSlide{slide-title}
+
+Здравствуйте, уважаемые члены совета, коллеги и гости. Меня зовут Иван Ганкевич.
+Моя диссертация посвящена имитационному моделированию морского волнения.
+Диссертация выполнена под руководством д.т.н.\nbsp{}Дегтярева Александра
+Борисовича.
** Постановка задачи
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
+
+#+beamer: \label{slide-problem}
Разработать
- трехмерную имитационную модель морского волнения,
@@ -64,9 +68,32 @@
которые являются /альтернативами/ аналогам, разработанным в рамках
линейной теории волн.
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-problem}
+
+Цель исследования заключалась в изучении и разработке математических моделей и
+численных методов, которые бы позволили выйти за рамки линейной теории волн в
+задаче имитационного моделирования морского волнения и стать альтернативами
+моделям и методам, основанных на этой теории.
+
+В рамках данного исследования была разработана
+- трехмерная имитационная математическая модель морского волнения,
+- метод вычисления поля давлений под взволнованной морской поверхностью и
+- программный комплекс, реализующий модель и метод, для систем с общей и
+ распределенной памятью.
+
* Трехмерная модель АРСС
-** Процесс АРСС
+** Трехмерная модель АРСС
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
+
+#+beamer: \label{slide-arma}
\begin{equation*}
\rectemph{zeta1}{\zeta_{i,j,k}} =
@@ -94,9 +121,9 @@ digraph G {
acf [label="АКФ"]
yule_walker_equations [label="Уравнения\nЮла—Уокера"]
nonlinear_equations [label="Нелинейные\nуравнения"]
- ar_process [label="Процесс\nАР"]
- ma_process [label="Процесс\nСС"]
- arma_process [label="Процесс\nАРСС"]
+ ar_process [label="Модель\nАР"]
+ ma_process [label="Модель\nСС"]
+ arma_process [label="Модель\nАРСС"]
acf->yule_walker_equations->ar_process->arma_process
acf->nonlinear_equations->ma_process->arma_process
@@ -137,21 +164,51 @@ digraph G {
\end{tikzpicture}
#+end_export
-*** Note
+** Notes
:PROPERTIES:
-:BEAMER_ENV: note
+:BEAMER_env: ignoreheading
:END:
-По сравнению с моделью ЛХ
-- высоко-производительная,
-- непериодическая,
-- чисто математическая.
+#+beamer: \spbuSlide{slide-arma}
+
+В качестве имитационной модели в данной работе используется модель авторегрессии
+скользящего среднего (сокращенно, модель АРСС). Эта модель применяется в
+статистике для анализа и прогнозирования одномерных скалярно- и векторно-значных
+временных рядов, в данной же работе ее трехмерный аналог адаптирован для
+воспроизведения значений подъема взволнованной морской поверхности в дискретные
+моменты времени. Имитация морского волнения с помощью одномерной модели АРСС
+была изучена в работах Рожкова, Гургенидзе, Трапезникова, Бухановского, Спаноса
+и Зельдина.
+
+Основное уравнение трехмерной модели АРСС представлено на слайде. Параметрами
+являются
+- дисперсия белого шума, имеющего нормальное распределение,
+- коэффициенты авторегрессии и
+- коэффициенты скользящего среднего.
+
+Параметры модели определяются из автоковариационной функции взволнованной
+морской поверхности путем решения соответствующих систем уравнений. Для
+получения коэффициентов авторегрессии решается система линейных алгебраических
+уравнений Юла---Уокера стандартным методом, а для получения коэффициентов
+скользящего среднего решается система нелинейных уравнений методом простой
+итерации.
+
+Основным отличием модели АРСС от линейных аналогов является
+- использование автоковариационной функции вместо частотно-направленных спектров
+ морского волнения,
+- отсутствие периодичности, поскольку период реализации равен периоду генератора
+ псевдослучайных чисел, и
+- нефизическая природа модели, поскольку ее формулы не выводятся из
+ законов сохранения для морского волнения.
+Обсудим каждое из них по порядку.
-По сравнению с другими работами
-- трехмерная,
-- исследуются трехмерные АКФ, а не спектры.
** АКФ морской поверхности
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
+
+#+beamer: \label{slide-acf}
*** Columns
:PROPERTIES:
@@ -303,7 +360,28 @@ arma.acf_plot(df, 0, zlim=c(0,1.0), expand=0.5, border=NA)
#+RESULTS:
[[file:build/acf-propagating-stokes-wave-ru.pdf]]
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-acf}
+
+Одним из основных отличий модели АРСС от линейных аналогов является
+использование автоковариационной функции вместо частотно-направленных спектров
+морского волнения, что позволяет получить ряд преимуществ. Автоковариационная
+функция включает в себя не только две пространственные, но и временную
+компоненту, что позволяет моделировать форму волны, а не только частоту и
+направление движения. Посредством теоремы Винера---Хинчина автоковариационная
+функция легко вычисляется аналитически из явной формулы взволнованной
+поверхности или численно из дискретно заданной взволнованной поверхности или
+натурных данных. Модель способна воспроизводить плоские волны, волны Стокса и
+нерегулярное волнение, автоковариационные функции которых показаны на слайде.
+
** Определение коэффициентов :noexport:
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
#+begin_export latex
\framesubitile{Модель АР}
\small%
@@ -362,6 +440,9 @@ arma.acf_plot(df, 0, zlim=c(0,1.0), expand=0.5, border=NA)
#+end_export
** Определение коэффициентов :noexport:
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
#+BEAMER: \framesubitile{Модель СС}
#+BEAMER: \small
Решить систему нелинейных уравнений
@@ -395,6 +476,11 @@ arma.acf_plot(df, 0, zlim=c(0,1.0), expand=0.5, border=NA)
- характеристики взволнованной поверхности соответствуют реальным.
** Верификация модели АРСС
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
+
+#+beamer: \label{slide-arma-verification}
*** Стоячие волны
:PROPERTIES:
@@ -449,7 +535,32 @@ arma.qqplot_grid_adj(
#+RESULTS:
[[file:build/propagating-wave-qqplots-slides-ru.pdf]]
+
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-arma-verification}
+
+Другим основным отличием модели АРСС от линейных аналогов является ее
+нефизическая природа. Формулы модели не выводятся из физических законов
+сохранения и модель неспособна воспроизводить индивидуальные волны. Вместо этого
+воспроизводится взволнованная морская поверхность как единое целое,
+распределения интегральных характеристик которой совпадают с реальными.
+
+На слайде представлены спрямленные диаграммы (quantile-quantile plots)
+распределений различных параметров волн. Чем ближе точки расположены к прямой
+линии, тем выше степень совпадения распределений. Как видно из графиков,
+распределения параметров прогрессивных волн почти полностью совпадает с
+реальным, отличаясь лишь на хвостах, где размер выборки невелик. Распределения
+параметров стоячих волн имеют большее расхождение на хвостах, ввиду отсутствия
+надежных натурных данных для такого типа волн.
+
** Моделирование асимметричности :noexport:
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
#+begin_src dot :exports results :file build/slides-nit-pipeline-ru.pdf
digraph G {
@@ -503,8 +614,12 @@ arma.plot_nonlinear(file.path("build", "nit-standing"), args)
* Поле давлений под дискретно заданной взволнованной поверхностью
** Уравнения потенциального течения
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
#+beamer: \footnotesize
+#+beamer: \label{slide-potential-flow}
#+begin_export latex
\begin{beamercolorbox}[colsep*=.75ex,vmode]{block body}%
\vspace{-\baselineskip}%
@@ -589,7 +704,18 @@ arma.plot_nonlinear(file.path("build", "nit-standing"), args)
\endgroup%
#+end_export
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-potential-flow}
+123
+
** Верификация метода выч. давлений
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
*** Columns
:PROPERTIES:
@@ -717,6 +843,9 @@ arma.plot_velocity_potential_field(
** Сравнение с линейной теорией :noexport:
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
*** Columns
:PROPERTIES:
@@ -749,6 +878,9 @@ arma.plot_velocity_potential_field(
#+end_export
** Сравнение с формулой для ВМА :noexport:
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
*** Columns
:PROPERTIES:
@@ -779,6 +911,9 @@ arma.plot_velocity_potential_field(
* Программный комплекс
** Программная реализация
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
#+header: :width 1.6 :height 1.6 :bg #F5F6F5 :font sans
#+begin_src R :file build/slides-ar-cubes-ru.pdf
@@ -801,6 +936,7 @@ arma.plot_ar_cubes_2d_v2(
** Система с общей памятью
:PROPERTIES:
:header-args:R: :results output raw :exports results
+:BEAMER_act: <presentation>
:END:
#+beamer: \small
@@ -834,6 +970,9 @@ arma.print_openmp_vs_opencl(model_names, row_names)
#+RESULTS: tab-arma-performance
** Система с распределенной памятью
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
#+header: :width 2 :height 2 :bg #F5F6F5 :font sans
#+begin_src R :file build/slides-bscheduler-performance-ru.pdf
@@ -853,7 +992,7 @@ title(xlab="Размер взволнованной поверхности", yla
** Диаграмма :noexport:
:PROPERTIES:
-:BEAMER_ENV: fullframe
+:BEAMER_env: fullframe
:END:
#+begin_export latex
@@ -937,12 +1076,19 @@ title(xlab="Размер взволнованной поверхности", yla
:END:
** Заключение
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
+
- Разработана трехмерная модель для генерации волн произвольных амплитуд.
- Разработан метод вычисления поля давлений без предположений о малости амплитуд
волн.
- Разработан программный комплекс для систем с общей и распределенной памятью.
** Апробация
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
#+latex: \small
@@ -985,6 +1131,10 @@ title(xlab="Размер взволнованной поверхности", yla
#+latex: \setbeamerfont{block title}{size=\normalsize}
** Взволнованная морская поверхность :noexport:
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_act: <presentation>
+:END:
+
#+begin_export latex
\begin{tikzpicture}[remember picture,overlay]
\node[inner sep=0pt,rectangle] at (current page.center){%
diff --git a/fonts.tex b/fonts.tex
@@ -0,0 +1,21 @@
+% font configuration
+\usepackage{fontspec}
+\setmainfont[Mapping=tex-text]{Old Standard}
+\setromanfont[Mapping=tex-text]{Old Standard}
+\setsansfont[Mapping=tex-text]{Old Standard}
+%\setsansfont[Mapping=tex-text]{Open Sans}
+\setmonofont[Scale=0.87]{Fira Mono}
+\newfontfamily\cyrillicfont[Mapping=tex-text]{Old Standard}
+\newfontfamily\cyrillicfontrm[Mapping=tex-text]{Old Standard}
+\newfontfamily\cyrillicfontsf[Mapping=tex-text]{Old Standard}
+%\newfontfamily\cyrillicfontsf[Mapping=tex-text]{Open Sans}
+\newfontfamily\cyrillicfonttt[Scale=0.87]{Fira Mono}
+\newfontfamily\rmfamily[Mapping=tex-text]{Old Standard}
+%\newfontfamily\sffamily[Mapping=tex-text]{Open Sans}
+\newfontfamily\sffamily[Mapping=tex-text]{Old Standard}
+\renewcommand{\familydefault}{\rmdefault}
+
+% language configuration
+\usepackage{polyglossia}
+\setdefaultlanguage{russian}
+\setotherlanguage{english}
diff --git a/preamble.tex b/preamble.tex
@@ -5,27 +5,7 @@
\usepackage{cite}
\usepackage{url}
-% font configuration
-\usepackage{fontspec}
-\setmainfont[Mapping=tex-text]{Old Standard}
-\setromanfont[Mapping=tex-text]{Old Standard}
-\setsansfont[Mapping=tex-text]{Old Standard}
-%\setsansfont[Mapping=tex-text]{Open Sans}
-\setmonofont[Scale=0.87]{Fira Mono}
-\newfontfamily\cyrillicfont[Mapping=tex-text]{Old Standard}
-\newfontfamily\cyrillicfontrm[Mapping=tex-text]{Old Standard}
-\newfontfamily\cyrillicfontsf[Mapping=tex-text]{Old Standard}
-%\newfontfamily\cyrillicfontsf[Mapping=tex-text]{Open Sans}
-\newfontfamily\cyrillicfonttt[Scale=0.87]{Fira Mono}
-\newfontfamily\rmfamily[Mapping=tex-text]{Old Standard}
-%\newfontfamily\sffamily[Mapping=tex-text]{Open Sans}
-\newfontfamily\sffamily[Mapping=tex-text]{Old Standard}
-\renewcommand{\familydefault}{\rmdefault}
-
-% language configuration
-\usepackage{polyglossia}
-\setdefaultlanguage{russian}
-\setotherlanguage{english}
+\include{fonts}
\usepackage{latexsym} % \Box macro
\usepackage{mathtools} % fancy dots in matrices
diff --git a/slides-preamble.tex b/slides-preamble.tex
@@ -53,6 +53,7 @@
% down arrow
\newcommand*{\spbuArrow}{%
+\mode<presentation>{%
\begin{center}%
\begin{tikzpicture}[scale=1]%
\draw[
@@ -66,6 +67,16 @@
(0,0.1) -- (0,0);
\end{tikzpicture}%
\end{center}%
+}%
}
-\AtBeginSection[]{\frame{\sectionpage}}
+\newcommand*{\spbuSlide}[1]{%
+\clearpage%
+\pagebreak%
+%\vspace{1cm}%
+\begin{center}%
+\includeslide[width=\textwidth]{#1}%
+\end{center}%
+}
+
+%\AtBeginSection[]{\frame{\sectionpage}}
