Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2002, № 9 · INFORMATICS AND TELECOMMUNICATIONS

Технология отрытых систем и вычислительный эксперимент в радиоэлектронике

I.V. Guliaev1, V.N. Kornienko1, A.I. Oleinikov1, V.A. Cherepenin1

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
Full text EDN MSRZSJ

Abstract

Рассмотрено применение технологии открытых систем в вычислительном эксперименте в области радиоэлектроники. Модель вычислительного эксперимента дополнена моделью среды открытых систем. На примере решения задач вакуумной электроники излагаются особенности такого объединения. Предложена новая информационная технология, позволяющая, используя Web-интерфейс, получить доступ к высокопроизводительным, в том числе и распределенным вычислительным ресурсам. Технология применена к моделированию физических процессов в сверхмощных релятивистских генераторах со сверхразмерными электродинамическими структурами. Были использованы 32-х процессорный кластер ИРЭ РАН и суперкомпьютер МВС-1000М Межведомственного Вычислительного Центра.

Аннотация (на русском)

Технология отрытых систем и вычислительный эксперимент в радиоэлектронике

Рассмотрено применение технологии открытых систем в вычислительном эксперименте в области радиоэлектроники. Модель вычислительного эксперимента дополнена моделью среды открытых систем. На примере решения задач вакуумной электроники излагаются особенности такого объединения. Предложена новая информационная технология, позволяющая, используя Web-интерфейс, получить доступ к высокопроизводительным, в том числе и распределенным вычислительным ресурсам. Технология применена к моделированию физических процессов в сверхмощных релятивистских генераторах со сверхразмерными электродинамическими структурами. Были использованы 32-х процессорный кластер ИРЭ РАН и суперкомпьютер МВС-1000М Межведомственного Вычислительного Центра.

For citation

Guliaev I.V., Kornienko V.N., Oleinikov A.I., Cherepenin V.A. Технология отрытых систем и вычислительный эксперимент в радиоэлектронике // Journal of Radio Electronics. – 2002. – No. 9.

References

  1. Гуляев Ю.В., Олейников А.Я., Филинов Е.Н. //Информационные технологии и открытые системы, 1995, №1, стр. 32-43.
  2. Information technology - Guide to the POSIX Open System Environment (OSE). ISO/IEC TR 14252-1996. ANSI/IEEE Std 1003.0-1995
  3. А.А.Самарский // Математическое моделирование и вычислительный эксперимент. Труды Международной конференции Математическое моделирование ММ-2001 13-15июня 2001 г. Всероссийская молодежная Школа. Современные методы математического моделирования. Сборник лекций, стр. 4-12.
  4. Лопухин В.М. Возбуждение электромагнитных колебаний и волн. -М.: Гостехиздат, 1953.
  5. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. Основы электродинамики плазмы. -М.: Высшая школа, 1978. -407 с.
  6. Силин В.П., Рухадзе А.А. Электромагнитные свойства плазмы и плазмоподобных сред. -М.: Атомиздат, 1961.
  7. Рошаль А.С. Моделирование заряженных пучков. -М.: Атомиздат, 1979. -224 с.
  8. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1972. -736 с.
  9. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Гидродинамика. -М.: Наука, 1986. -736 с.
  10. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. -М.: Наука, 1982. - 620 с.
  11. Самарский А.А., Попов Ю.П. Разностные методы решения задач газовой динамики. -М.: Наука, 1980, - 352 с.
  12. Шевчик В.Н., Трубецков Д.И. Аналитические методы расчета в электронике СВЧ. -М.: Сов.радио, 1970. -584 с.
  13. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц: Пер. с англ. -М.: Мир, 1987. -640 с.
  14. Захаров А.В., Самарский А.А., Свешников А.Г. Применение метода больших частиц к расчету движения заряженного пучка в электромагнитном поле с учетом пространственного заряда пучка. /В сб. "Вычислительные методы и программирование". -Вып. XVI, изд. МГУ, 1971. - С.225-243.
  15. Ильин В.П. Численные методы решения задач электрофизики. -М: Наука, 1985. -336 с.
  16. Chicon R., Martin E. Variable step methods for the integration of Newton's equation. //Amer. J. Phys., 1991, v.59, №8, p.759-760.
  17. Dirmikis D., Birtles A.B. An investigation of methods suitable for electron trajectory in digital programms. //Internat. J. Electronics, 1975, v.39, №4, p.441-453.
  18. Бэдсел Ч., Ленгдон А. Физика плазмы и численное моделирование: Пер. с англ. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -452 с.
  19. Buneman O. Time reversible difference procedures. //J. Comput. Phys., v.1, June 1967, p.517-535.
  20. Boris J.P., Roberts K.V. Optimization of particle calculation in 2 and 3 dimensions. //J. Comput. Phys, v.4, December 1969, p.552-571.
  21. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Пер. с англ. -М.: Наука, 1984. -831 с.
  22. Марков Г.Т., Васильев Е.Н. Математические методы прикладной электродинамики. -М.: Сов. радио, 1970. -119 с.
  23. Григорьев А.Д., Янкевич В.Б. Численные методы расчета электромагнитных полей свободных волн и колебаний в регулярных волноводах и полых резонаторах. //Зарубежная радиоэлектроника, -1977. -вып.5. С. 43-67.
  24. Davies J.B. Review of methods for numerical solution of the hollow waveguide problem. //Proc. IEE, 1972, v.119, No 1, pp 33-37.
  25. Григорьев А.Д., Янкевич В.Б. Резонаторы и резонаторные замедляющие системы СВЧ: Численные методы расчета и проектирования. -М.: Радио и связь, 1984. -248 с.
  26. Johns P.B. Application of the transmission line method to homogeneous waveguides of arbitrary cross-section. //Proc. IEE, 1972, v. 119, No 8, pp. 1086-1091.
  27. Johns P.B., Arhtarzad S. Three-dimensional analysis of microwave cavities using TLM method. //IEEE Microwave Theory and Techniques, Int. Symp. Microwave Serv. Man., Palo Alto, Calif., 1975.-N.Y., 1975, pp. 200-201.
  28. Рошаль А.С., Лейтан В.А. Об одном методе численного моделирования электродинамических процессов. //Радиотехника и электроника, -1980. № 6. C. 1160-1164.
  29. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. -М.: Радио и связь, 1988. -440 с.
  30. Вайнштейн Л.А., Солнцев В.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике. -М.: Сов.радио, 1973. -400 с.
  31. Кошляков Н.С., Глинер Э.Б., Смирнов М.М. Уравнения в частных производных математической физики. -М.: Высшая школа, 1970. -712 с.
  32. Вайншнейн Л.А. Электронные волны в периодических структурах. //ЖТФ, -1957, -т.27, -вып.10, C.2340-2352.
  33. Солнцев В.А. Возбуждение однородных и периодических волноводов сторонними токами. //ЖТФ. -1968. -т.38. -вып.1, -C.100-108.
  34. Канавец В.И. Возбуждение электронным потоком вихревых полей электродинамической системы. //Радиотехника и электроника, -1977. -т.22. -№2 -C.402-408.
  35. Гаруца Н.А., Канавец В.И., Слепков А.И. Матричный метод в теории взаимодействия релятивистских электронных потоков с полями многомодовых электродинамических структур. //Радиотехника и электроника, -1988. -т.33 -№4. -C.783-795.
  36. Канавец В.И., Мозговой Ю.Д., Слепков А.И. Исследование самовозбуждения колебаний в мощных ЛБВ. //Радиотехника и электроника. -1986. -т.31 -№6. -C.1178-1186.
  37. Свешников А.Г., Ильинский А.С., Котик И.П. Распространение колебаний в нерегулярных волноводах с боковой поверхностью сложной формы. /Вычислительные методы и программирование: -М.: МГУ. -1965. -вып.3. -C. 329-363.
  38. Свешников А.Г. Неполный метод Галеркина. //Докл. АН СССР, -1977. -т.236. -№5 -C. 1076-1079.
  39. Ковалев Н.Ф. Линейная теория СВЧ-приборов с сильноточными пучками релятивистских электронов, движущихся прямолинейно. /Релятивистская высочастотная электроника: вып.4, Горький: ИПФ АН СССР. -1984. -C. 5-48.
  40. Пикунов В.М., Колесникова И.Ю. Линейная математическая модель релятивистского СВЧ-устройства черенковского типа. //Радиотехника и электроника. -1988 -т.55. -№11, -C.2381-2390.
  41. Власов А.Н., Канавец В.И., Черепенин В.А. Геометрооптический метод анализа когерентного дифракционного излучения релятивистских электронных потоков. //Радиотехника и электроника. -1987. -т.32. -№3. -C.606-611.
  42. Вычислительные методы в электродинамике: Пер. с англ. /Под ред. Р.Митры. -М.: Мир, 1977. -486 с.
  43. Бахвалов Н.С. Численные методы. -М.: Наука, 1975. -632 с.
  44. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. -М.: Наука, 1977. -456 с.
  45. Бубушка И., Витасек Э., Прагер М. Численные процессы решения дифференциальных уравнений. -М.: Мир, 1969. -368 с.
  46. Самарский А.А. Введение в численные методы. -М: Наука, 1987. -288 с.
  47. Swanson R.C., Turkey Eu. On central-difference and upwind schemes. //J. Comput. Phys., 1992, v.101, №2, p.292-306.
  48. Morse R.L., Nielson C.W. Numerical simulation of warm two-beam plasma. //Phys.Fluids, v.12, p.2418-2425, Nov 1969.
  49. Boris J.P., Lee R. Nonphysical self forces in some electromagnetic plasma-simulation algorithms. //J. Comput. Phys., v.12, p.131-136, May 1973.
  50. Tajima T., Lee Y.C. Absorbing boundary condition and Budden turning point technique for electromagnetic plasma simulations. //J. Comput. Phys., v.42, p.406-412, August 1981.
  51. Lindman E.L. Free-space boundary conditions for the time dependent wave equation. //J. Comput. Phys., v.18, p.66-78, May 1975.
  52. Stochniol A. A general transformation for open boundary finite element method for electromagnetic problems. //IEEE Trans. Magn., 1992, v.28, №2, p.1679-1681.
  53. Morse R.L., Nielson C.W. Numerical simulation of the Weibel instability in one and two dimensions. //Phys. Fluids, v.14, p.830-840, April 1971.
  54. Special Issue on Radar Reflectivity, Proc. IEEE, v.53, №8, 1965.
  55. Владимиров В.С. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1981. -512 с.
  56. Шестопалов В.П., Сиренко Ю.К. Динамическая теория решеток. -Киев: "Наукова думка", 1989. -216 с.
  57. Верлань А.Ф., Сизиков В.С. Интегральные уравнения: методы, алгоритмы, программы. -Киев: "Наукова думка", 1986. -543 с.
  58. Калиткин Н.Н. Численные методы. -М.: Наука, 1978. -512 с.
  59. Семенов А.А. Теория электромагнитных волн. -М.: изд. Московского университета, 1962. -256 с.
  60. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. -М.: Наука, 1971. -552 с.
  61. Стреттон Дж.А. Теория электромагнитизма. -М.: ОГИЗ "ГОСТЕХИЗДАТ", 1948. -539 с.
  62. C.П.Бугаев, В.И.Канавец, В.И.Кошелев, В.А.Черепенин. Релятивистские многоволновые СВЧ-генераторы. //Новосибирск, "Наука", 1991 г.296 с.
  63. http://parallel.ru
  64. http://www.mpi-forum.org
  65. Липаев В.В., Филинов Е.Н. Переносимость прикладных программ.//М. Наука, 1999?
  66. POSIX-Based Supercomputing Application Environment Profile. IEEE Std 1003.10-1995.
  67. http://cuc.cplire.ru
  68. http://www.jscc.ru/scomputers.