Mnohat lesov simulace a jejich vyu it p i studiu v po etn fyziky
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 19

Mnohat ělesové simulace a jejich využití při studiu výpočetní fyziky PowerPoint PPT Presentation


  • 65 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Srní, 28.-30. dubn a , 2005 Moderní trendy v přípravě učitelů fyziky II. Mnohat ělesové simulace a jejich využití při studiu výpočetní fyziky. Jakub Schwarzmeier Katedra obecné fyziky Západočeská univerzita v Plzni postgraduální student, školitel: Miroslav Randa.

Download Presentation

Mnohat ělesové simulace a jejich využití při studiu výpočetní fyziky

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Mnohat lesov simulace a jejich vyu it p i studiu v po etn fyziky

Srní, 28.-30. dubna, 2005Moderní trendy v přípravě učitelů fyziky II

Mnohatělesové simulace a jejich využití při studiu výpočetní fyziky

Jakub SchwarzmeierKatedra obecné fyzikyZápadočeská univerzita v Plznipostgraduální student, školitel: Miroslav Randa


Modelov n a simulace

model – popsán diferenciálními rovnicemi

simulace – proces numericky řešící model

Modelování a simulace

model

reálný povoz


Mnohat lesov simulace

Mnohatělesové simulace

  • interakce

    • krátkého x dalekého dosahu

  • počáteční podmínky

  • vyhodnocení interakcí mezi n-tělesyna základě modelu


P esnost a chyby numerick ch metod

správnost implementace algoritmu

numerická integrace: časový krok

konstantní časový krok: anomální urychlení

přesnost metody

stabilita metody

zaokrouhlování a diskretizace

zachování energie

malý počet těles

Přesnost a chyby numerických metod


Simulace slune n soustavy gravita n prak

Simulace sluneční soustavy:„gravitační prak“


Simulace slune n soustavy negravita n pohyb komet

Simulace sluneční soustavy:„negravitační pohyb komet”


Mnohat lesov simulace a jejich vyu it p i studiu v po etn fyziky

Simulace sluneční soustavy:„PSR 1913+16”

klasicky

relativisticky


Rozs hl mnohat lesov syst my

kulové hvězdokupy, galaxie

počáteční podmínky: distribuční funkce

potřeba počítat ohromné množství interakcí

urychlení výpočtu za cenu malé ztráty přesnosti

metoda stromové dekompozice

mřížková metoda

Rozsáhlé mnohatělesové systémy


Mnohat lesov simulace a jejich vyu it p i studiu v po etn fyziky

simulovaný objem těles

Stromový kód

  • hierarchický multipólový rozvoj

  • bez prostorového omezení

  • adaptivní při nehomogenním rozložení částic


Distribu ovan v po et

Distribuovaná paměť

MPI (Message Passing Interface)

PVM (Parallel Virtual Machine)

Sdílená paměť

OpenMP

Hybridní model

Rozložení zátěže

Distribuovaný výpočet


Distribu ovan syst my

Distribuované systémy

  • COW (Cluster of Workstations)

    • primárně pro uživatele

      • Windows

      • počítačové laboratoře

    • ale!noc, víkend, prázdninynevyužity

  • BEOWULF

    • výhradně pro výpočty

    • Linux

    • MetaCentrum


Mnohat lesov simulace a jejich vyu it p i studiu v po etn fyziky

Uživatelské rozhraní

Výpočetní stroj

Výpočetní stroj

Výpočetní stroj

Výpočetní stroj

Výpočetní stroj

Výpočetní stroj

Výpočetní stroj

Diagram pro NOW

Počáteční podmínky

Simulační program

Vizualizace

internet


Diagram s cow

Diagram s COW

Simulační program

Vizualizace

Analýza

Počátečnípodmínky

Distribuovaný souborový systém

(AFS)


Vizualizace

Vizualizace

Počáteční podmínky

Simulace

Numerické výsledky

Vizualizace


Vizualizace1

Vizualizace

Kulová hvězdokupa G1

M. Rich, K. Mighell, J. Neill,

W. Freedman (Carnegie Observatories)

and NASA

Simulace 30000 hvězd

J. Schwarzmeier ZČU/KOF


Vizualizace2

Vizualizace

Simulace 25 000 hvězd

J. Schwarzmeier ZČU/KOF

Messier 51

Galaxy Evolution Explorer (2003)

NASA/JPL/Caltech


Za sc nou

využití sw inženýrství

programování v malém = programování ve velkém

rozdělení vývoje do etap

cena hw klesá, cena sw roste  nedostatek sw

Linux × Windows : Linux + Windows ?

je mi jedno kdo práci udělá

Linux

zdarma, nemusí mít GUI, nekompatibilita

vhodné pro výpočet

Windows

placené (M$), GUI

vhodné pro uživatelské rozhraní, analýzu dat a vizualizaci

programovací jazyky?

RAD (Rapid Application Development)?

využívat s úvahou

výpočet: jak funkce v knihovně fungují?

Za scénou


Programovac jazyky

oddělení na části

umožňuje využití vhodných prostředků pro odlišné části celého simulačního cyklu

počáteční podmínky:

obsahují mnoho znovu-využitelných částí

objektově orientované programování (OOP)

ať každý použije co umí (.NET CLR)

C#, C++, Java, Pascal, Delphi, Fortran, Visual Basic, Ruby, …

popis dat: XML

výpočet: C/C++, Fortran

omezení přenositelnými komunikačními knihovnami

vysoká výpočetní výkonnost, minimální vedlejší režie

zobrazení: DirectX, OpenGL

výhodou OpenGL: přenositelnost

Programovací jazyky


Mnohat lesov simulace a jejich vyu it p i studiu v po etn fyziky

Děkuji za vaši laskavou pozornost.


  • Login