Обобщенный алгоритм решения специальных вычислительных задач проектирования Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 658.012

А. А. Алямовский Автоматизированное проектирование композитов

В настоящее время расширяется использование композитных материалов (КМ) в разнообразных отраслях техники. В отличие от металлов, имеющих высокую степень стандартизации, КМ наиболее эффективны, когда материал проектируется с учетом изделия подбором наполнителей, типа и параметров структуры. Универсальных методик для этого не существует, что порождает высокие требования к "научной" квалификации персонала, которая в массовом порядке не может быть обеспечена.

Для решения подобных проблем разработана САПР КМ, позволяющая решать комплекс взаимосвязанных проблем прочностного проектирования КМ. Была принята установка на моделирование методологии мышления квалифицированного инженера с отображением в структуре и функциях системы как особенностей построения КМ, так и алгоритмов их расчета. Композиты моделируются как древовидные структуры, ветвями которых являются компоненты. Последние также могут быть негомогенными материалами и содержать ссылки на элементы более низкого уровня. Функции САПР позволяют прослеживать связи в этих иерархиях, создавая упорядоченную базу данных с функциями поиска, сортировки, в том числе и по критерию качества, учитывающего одновременно несколько свойств и формируемого посредством оценок пользователя о степени их взаимного влияния на качество материала.

Расчетный блок позволяет выполнять жесткостной и прочностной анализ. Доступен одно- и двухпараметрический анализ КМ с построением кривых и поверхностей жесткости и прочности как функции геометрии ячейки КМ и ориентации арматуры. Возможна оптимизация, в том числе и многокритериальная. Характеристики, полученные аналитическими методами, можно уточнить, используя МКЭ.

Работа пользователя происходит в наглядной графической оболочке с непрерывным контролем допустимости всех операций. Для инженера подобный программный продукт, содержащий функциональные возможности, дающие некоторую степень свободы в их выборе, является как "средством производства", так и обучающей системой. Его использование в вузах облегчает переход от учебного процесса к профессиональной деятельности.

УДК 510.67:681.3,012

Ю.Ю. Чернышев Обобщенный алгоритм решения специальных вычислительных задач проектирования

Анализ существующих путей реализации специализированных вычислительных устройств для автоматизированных систем проектирования показывает, что наибольшая эффективность с точки зрения производительности простоты программирования и эксплуатации достигается в тех случаях, когда существует адекватность между математическим описанием решаемых задач и структурой вычислительной системы. Такая адекватность достигается путем отображения математического описания в структуру, что наиболее просто осуществляется в функционально-ориентированных процессорах, используемых для реализации конкретных функциональных зависимостей. Реализация с помощью таких устройств моделирующей системы, предназначенной для решения алгебраических и

дифференциальных уравнений, сопряжена с необходимостью обеспечения перестройки структуры для решения конкретной задачи, что требует достаточно сложных аппаратных и соответствующих программных средств. Снижение затрат на производство таких специализированных систем за счет разработки ограниченного по функциональным возможностям количества процессоров, структурно реализующих сложные математические зависимости на эксплуатацию за счет сведения к минимуму затрат на программирование, возможно путем представления в обобщенной форме алгоритмов и методов решения задач описываемых системами алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений так, чтобы вся информация о реализуемых математических выражениях и управляющих в процессе решения задачи воздействиях была отражена в такой форме записи.

В докладе рассматривается обобщенный алгоритм решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, реализующий некоторый обобщенный оператор

и показано, что если исходные математические модели можно представить конечным набором двухместных операций умножения и сложения над полноразрядными словами, то существует возможность преобразования любого из этих выражений в выражение вида (I) путем определения количества операторов W, конкретизации значений р, п, ш, г, я, а также а и с. Эти значения являются исходными для определения управляющих воздействия при решении конкретных задач на специализированном устройстве, реализующем данное выражение.

Автоматизированный учебный комплекс по теории поля и средства для его

создания и развития

Учебный комплекс "ЮГ-электроП-2.1" предназначен для самостоятельного изучения теории электромагнитного поля студентами электротехнических специальностей всех форм обучения и построен на единой эффективной психологодидактической концепции в обучении, основанной на управлении и контроле активной индивидуальной самостоятельной работы обучающегося. Комплекс включает в себя:

• автоматизированную систему обучения "Компьютерный тренажер" (АСО КТ) для овладения навыками анализа по основным разделам (теории поля с "мягкой" качественной оценкой работы пользователя;

• автоматизированную систему контроля "Компьютерный контроль" (АСК КК) для входного, рубежного (текущего) и итогового контроля знаний обучаемого по теории поля с автоматической генерацией заданий, широким выбором сервисных функций, рейтинговой системой оценки, ведением протокола действий контролируемого, ведением электронного журнала преподавателя;

• автоматизированную систему моделирования "Компьютерная лаборатория" (АСМ КЛ) для машинного моделирования различных физических процессов в электрических и магнитных полях.

Пакеты программ учебного комплекса "10Г-электроП-2.Г выполнены на основе применения современной методики объектно-ориентированного

УДК 681.326

Ю.Г. Репьев