commit 9eb78781cddcf514409df2fc1b2bcb623b1f6cbe
parent 8325114d2161832f180af3ed5a28ab128f26f8d3
Author: Ivan Gankevich <igankevich@ya.ru>
Date: Tue, 8 Nov 2016 11:35:12 +0300
Edit introduction (ru).
Diffstat:
3 files changed, 74 insertions(+), 54 deletions(-)
diff --git a/bib/refs.bib b/bib/refs.bib
@@ -1416,3 +1416,10 @@
journal = {С-Пб, Прогресс--Погода},
year = {1996}
}
+
+@book{octave2015,
+ author = {John W. Eaton, David Bateman, S\oren Hauberg, and Rik Wehbring},
+ title = {{GNU Octave} version 4.0.0 manual: a high-level interactive language for numerical computations},
+ year = {2015},
+ url = {http://www.gnu.org/software/octave/doc/interpreter},
+}
diff --git a/phd-diss-ru.org b/phd-diss-ru.org
@@ -127,44 +127,55 @@ cite:shin2003nonlinear,van2007forensic,kat2001prediction,van2002development, в
позволит качественно повысить работу комплексов программ для расчета воздействия
океанских волн на морские объекты.
-Поскольку формула определения поля давлений выводится для дискретно заданной
-взволнованной поверхности и без каких-либо предположений об амплитудах волн, то
-она применима для любой взволнованной поверхности идеальной несжимаемой жидкости
-(в частности она применима для поверхности, сгенерированной моделью
-Лонге---Хиггинса). С вычислительной точки зрения он более эффективен, чем метод,
-используемый для модели ЛХ, поскольку все интегралы в формуле являются
-преобразованиями Фурье, для которых существует множество оптимизированных
-реализаций под разные архитектуры процессоров. Поскольку формула явная, то
-обмена данными между параллельными процессами можно избежать, что позволит
-достичь более высокой масштабируемости на кластере компьютеров.
+1. Поскольку формула для поля давлений выводится для дискретно заданной
+ взволнованной поверхности и без каких-либо предположений об амплитудах волн,
+ то она применима для любой взволнованной поверхности идеальной несжимаемой
+ жидкости (в частности она применима для поверхности, генерируемой моделью
+ Лонге---Хиггинса).
+2. С вычислительной точки зрения она более эффективен, чем метод, используемый
+ для модели ЛХ, поскольку все интегралы в формуле являются преобразованиями
+ Фурье, для которых существует множество оптимизированных под разные
+ архитектуры процессоров реализаций.
+3. Поскольку формула явная, то обмена данными между параллельными процессами
+ можно избежать, что позволяет достичь более высокой масштабируемости на
+ компьютерном кластере.
**** Методология и методы исследования.
-Программная реализация авторегрессионной модели и методы вычислений давлений
-была создана поэтапно: сначала был создан прототип на инженерном языке
-высокого уровня (Mathematica, Octave), который затем был преобразован в
-программу на языке более низкого уровня (C++). Для вывода аналитической формулы
-расчета давлений использовался математический аппарат, проверка полученных
-выражений осуществлялась с помощью системы компьютерной алгебры Mathematica.
+Программная реализация модели АРСС и метода вычисления давлений создавалась
+поэтапно: сначала был создан прототип на инженерном языке
+cite:mathematica10,octave2015, который затем был преобразован в программу на
+языке более низкого уровня (C++). Реализация одних и тех же формул и алгоритмов
+на языках разного уровня ввиду использования разных абстракций и языковых
+примитивов позволяет выявить и исправить ошибки, которые остались бы
+незамеченными в случае одного языка. Генерируемая взволнованная поверхность, а
+также все входные параметры (АКФ, формула распределения волновых аппликат и
+т.п.) отображались с помощью встроенных в язык программирования графических
+средств для визуального контроля корректности работы программы.
+
**** Положения, выносимые на защиту.
- Модель ветрового волнения, способная генерировать реализации взволнованной
- морской поверхности, имеющие сверхбольшой период и состоящие из волн
- произвольной амплитуды;
-- Метод расчета давлений, работающий с этой моделью и не использующий теорию
+ морской поверхности, имеющие большой период и состоящие из волн произвольной
+ амплитуды;
+- Формула для поля давлений, выведенная для этой модели и не использующая теорию
волн малой амплитуды;
-- Комплекс программ, реализующий созданную модель и метод расчета давлений и
+- Комплекс программ, реализующий созданную модель и формулу для поля давлений и
позволяющий проводить расчеты как на многопроцессорной машине с общей памятью,
так и на компьютерном кластере.
+
**** Степень достоверности и апробация результатов.
-Достоверность полученных результатов как по авторегрессионной модели так и по методу
-вычислений давлений подтверждается многочисленными и всесторонними численными
-экспериментами, целью которых было сравнение полученных результатов с поведением
-реальных морских волн на основе имеющихся натурных данных. Апробация
-производилась на системе Large Amplitude Motion Program (LAMP), в которой модель
-авторегрессии и метод вычислений давлений были реализованы и сопоставлены с
-используемыми ранее методами, основанными на теории волн малой амплитуды. Эти
-проверки показали целесообразность применения и более высокую эффективность
-альтернативной модели и метода расчета давлений ввиду их гидродинамической
-адекватности и более высокой производительности.
+Верификация модели АРСС проводится путем сравнения интегральных характеристик
+(распределений волновых аппликат, высот и длин волн и т.п.) генерируемой
+взволнованной поверхности с натурными данными. Верификация формулы для поля
+давлений проводится с помощью языка Mathematica, в котором реализуется вывод
+формулы и визуальная проверка полученных выражений с помощью встроенных в язык
+графических средств.
+
+Апробация производилась на системе Large Amplitude Motion Programme (LAMP), в
+которой модель АРСС и формула для поля давлений были реализованы и сопоставлены
+с используемой ранее моделью ЛХ. Предварительные численные эксперименты проверки
+показали более высокую вычислительную эффективность модели АРСС и формулы
+вычисления давлений.
+
* Постановка задачи
Задача состоит в применении авторегрессионной модели ветрового волнения для
генерации морских волн произвольной амплитуды и в определении поля давлений под
@@ -1259,18 +1270,19 @@ exit
* Список сокращений и условных обозначений
#+attr_latex: :booktabs t :align lp{0.8\linewidth}
-| <<<MPP>>> | Massively Parallel Processing, класс вычислительных систем с разделенной памятью |
-| <<<SMP>>> | Symmetric Multi-Processing, класс вычислительных систем с общей памятью |
-| <<<АКФ>>> | автоковариационная функция |
-| <<<БПФ>>> | быстрое преобразование Фурье |
-| <<<ГПСЧ>>> | генератор псевдослучайных чисел |
-| <<<ГУ>>> | граничное условие |
-| <<<ДУЧП>>> | дифференциальное уравнение в частных производных |
-| <<<НБП>>> | нелинейное безынерционное преобразование |
-| <<<АР>>> | процесс авторегрессии |
-| <<<АРСС>>> | процесс авторегрессии скользящего среднего |
-| <<<СС>>> | процесс скользящего среднего |
-| <<<ЛХ>>> | модель Лонге---Хиггинса |
+| <<<MPP>>> | Massively Parallel Processing, класс вычислительных систем с разделенной памятью |
+| <<<SMP>>> | Symmetric Multi-Processing, класс вычислительных систем с общей памятью |
+| <<<АКФ>>> | автоковариационная функция |
+| <<<БПФ>>> | быстрое преобразование Фурье |
+| <<<ГПСЧ>>> | генератор псевдослучайных чисел |
+| <<<ГУ>>> | граничное условие |
+| <<<ДУЧП>>> | дифференциальное уравнение в частных производных |
+| <<<НБП>>> | нелинейное безынерционное преобразование |
+| <<<АР>>> | процесс авторегрессии |
+| <<<АРСС>>> | процесс авторегрессии скользящего среднего |
+| <<<СС>>> | процесс скользящего среднего |
+| <<<ЛХ>>> | модель Лонге---Хиггинса |
+| <<<LAMP>>> | Large Amplitude Motion Programme, программа для моделирования качки судна на морских волнах |
#+begin_latex
\input{postamble}
diff --git a/phd-diss.org b/phd-diss.org
@@ -593,18 +593,19 @@ stationary and MA model parameters finding algorithm to converge.
* List of acronyms and symbols
#+attr_latex: :booktabs t :align lp{0.8\linewidth}
-| <<<MPP>>> | Massively Parallel Processing, computers with distributed memory |
-| <<<SMP>>> | Symmetric Multi-Processing, computers with shared memory |
-| <<<ACF>>> | auto-covatiate function |
-| <<<FFT>>> | fast Fourier transform |
-| <<<PRNG>>> | pseudo-random number generator |
-| <<<BC>>> | boundary condition |
-| <<<PDE>>> | partial differential equation |
-| <<<NIT>>> | non-linear intertialess transform |
-| <<<AR>>> | autoregressive process |
-| <<<ARMA>>> | autoregressive moving average process |
-| <<<MA>>> | moving average process |
-| <<<LH>>> | Longuet---Higgins model |
+| <<<MPP>>> | Massively Parallel Processing, computers with distributed memory |
+| <<<SMP>>> | Symmetric Multi-Processing, computers with shared memory |
+| <<<ACF>>> | auto-covatiate function |
+| <<<FFT>>> | fast Fourier transform |
+| <<<PRNG>>> | pseudo-random number generator |
+| <<<BC>>> | boundary condition |
+| <<<PDE>>> | partial differential equation |
+| <<<NIT>>> | non-linear intertialess transform |
+| <<<AR>>> | autoregressive process |
+| <<<ARMA>>> | autoregressive moving average process |
+| <<<MA>>> | moving average process |
+| <<<LH>>> | Longuet---Higgins model |
+| <<<LAMP>>> | Large Amplitude Motion Programme, a programme that simulates ship behaviour in ocean waves |
#+begin_latex
\input{postamble}
