Вычислительные эксперименты в гидромеханике и программное обеспечение

Математические модели и программное обеспечение

Контекстная графика (Window-Place):
Windows Microsoft не очень-то жалует простых программистов, и особо если требуются эффективные математические и графические решения. Подборка базовых утилит в исходных текстах на С++ позволяет определиться с графическими и текстовыми фрагментами в OpenGL в рамках нескольких окон Windows, в том числе с частичным распараллеливанием вычислительных процессов в реальном времени прерываний от таймера (доработка документации и расширение подборки ключевых утилит продолжаются).
© 2010 СахГУ. Window-Place – Контекстно-зависимая среда построения трехмерной графики OpenGL с использованием виртуальных процедур C++ и многооконного интерфейса Windows со стековым наложением графических и текстовых фрагментов, с доработками по вовлечению компьютерных таймеров для построения вычислительных экспериментов в реальном времени
Многооконная контекстная графика в среде OpenGL (183 233,^2025.01.28)
Руководство Window-Place

Ship:

· Морское и корабельное дело.
· К вопросу о единении хорошей морской практики с морскими науками, или теория корабля, мореходные качества и эффективность мореходства в свете проектирования перспективного всепогодного флота:
· Текущая реализация мореходных и корабельных вычислительных экспериментов (в единой сборке.z) строго в свете представления открытого программного обеспечения (все исходные тексты с заданиями по сборке программ; исполняемые модули и подборка моделей с образцами расчётов в теории корабля и полноценными прямыми вычислительными экспериментами в штормовом маневрировании корабля):
· Аurora – прямые вычислительные эксперименты в штормовом маневрировании корабля;
· [Vessel] – модели кораблей по таблицам плазовых ординат с элементами общекорабельной архитектуры;
· Hull – расчётные схемы и графики теории корабля, гидростатика, остойчивость и корабельное волнообразование.
· free!Ship – типовое построение корабельных обводов с конвертированием к Аврора.vsl; и Ship - быстрый взгляд.

· в копииях: GitVerse.ru или GitHub.com.

    «Вычислительные эксперименты с последовательным формированием моделей гидромеханики корабля в штормовом море» – гидромеханика плавания на гравитационной поверхности сплошной среды;
= «Hull» – Выполнение основных расчетов на теоретическом чертеже корпуса корабля, включая диаграммы остойчивости, гидростатические кривые и прорисовки профилей корабельного волнообразования и кривых волнового сопротивления для реальных и аналитических обводов;
+ «Aurora» – мореходность, эффективность и безопасность плавания корабля в штормовом море произвольными ходами и курсами – прямой вычислительный эксперимент при различных вариантах трохоидального волнения и с выбором математических моделей гидромеханики корабля;
+ «Ship» – прорисовка оригинальных цифровых моделей кораблей и судов Free!Ship.[fbm,ftm,fef] в двоичном и тексотовом форматах;
+ «Waves» – небольшая иллюстративная программа для представления о групповых структурах штормового трохоидального волнения на море.
Штормовое волнение, теория и мореходность корабля – Hull: теория корабля и Aurora: штормовой вычислительный эксперимент + Vessel: подборка цифровых теоретических чертежей различных исторических кораблей и судов. Ship: для цифровых моделей Free!Ship.[fbm,ftm,fef]. (1 709 091,^2025.04.29)
   Часть 1+2: Руководство Aurora – вычислительный эксперимент, и Hull – теория, остойчивость и ходкость корабля
   Часть 3: Математические модели и алгоритмы, варианты построения вычислительных экспериментов
   Часть 4: Опытовые и вычислительные эксперименты в свете исторических, современных и эволюционных проектов
   Часть 5: Экспериментальные исследования мореходности и проектные проработки перспективных судов
© 2010 СахГУ. Hull – Построение аналитической формы корпуса корабля, расчеты волнового сопротивления, кривых элементов теоретического чертежа и диаграмм остойчивости морских судов

Ocean:
Коллекция программного обеспечения, вспомогательных утилит и фрагментов документации с примерами исходных данных, предназначенных для океанографических изысканий в открытых морских и прибрежных акваториях. Приведены примеры прямых длинноволновых вычислительных экспериментов: Ani – моделирование приливов, штормовых нагонов, цунами и т.п; Mario – работа с мореограммами и приливными гармониками; World – расчеты на карте мира и работа с каталогами землетрясений и цунами. В последних версиях программы транслированы объединенным проектом для Win32 (Code::Block/GCC/GFortran). Всё проверено в Linux/32 под контролем Wine.
Руководство Ani+Mario ((((Ani – многопроцессорный комплекс; Mario – обновлен формат данных).
© 2010 СахГУ. Ani – Прямые вычислительные эксперименты для моделирования цунами, штормовых нагонов, экстремальных течений и приливного режима в открытом океане и вблизи побережья
Вычислительные эксперименты в океанологии, (MinGW-GCC) ++ исходные данные и документация (397 216,^2024.05.13)
© 2010 СахГУ. Mario – Интерактивный океанографический программный комплекс для ведения и анализа цифровых приливных архивов и мореографных записей колебаний уровня моря.
Интерпретация океанографических наблюдений и мореографных данных (430 946,^2023.09.05)
Вспомогательные утилиты (95 899,^2024.05.13)
© 2010 СахГУ. Батиметрия – «Цифровые батиметрические массивы».
© 2012 СахГУ. Сахалин – море – «Расчетные и регистрируемые колебания уровня моря на Дальнем Востоке России».

Sakhalin:
Коллекция векторных карт по Сахалину и Курилам, оцифрованных в открытом формате программы DesignCAD версии 6. Программа Sakhalin может быть использована в качестве графической информационной системы, и не только в географических приложениях (краткая документация и примеры использования включены в состав пакета)
© 2010 Сахалинский государственный университет: (лаборатория вычислительной гидромеханики и морских исследований)
Информационно-картографическая система "Сахалин" (977 720,^2008.07.22)

Tv:
Просто программка, которая постоянно дополняется при необходимости использования все новых и новых форматов данных. На сегодня в ней просматриваются и конвертируются следующие форматы: 1) батиметрические файлы программы Ani – inf; 2) прямоугольные массивы и контуры Surfer – grd и bln; 3) графические файлы DesignCAD-5,6 – dc2,dw2; 4) шрифты Borland – chr, и DesignCAD – vct,vfn; 5) атлас океанов в формате NetCDF – nc; 6) растровая графика – pcx, tv и др, с возможностью их небольшого редактирования, масштабирования, печати и захвата получившихся картинок.
Просмотр и перезапись графических данных (166 223,^2024.05.13)

© 2013 СПбГУ. Тензор – «Программа для построения числовых объектов и функций трехмерной тензорной математики при реализации вычислительных экспериментов в гидромеханике» Храмушин Василий Николаевич.

© 2013 СПбГУ. Ядро – «Интерактивный графический программный комплекс для моделирования взаимодействия поляризованных корпускул в трехмерном пространстве». Богданов Александр Владимирович, Храмушин Василий Николаевич.

© 2013 СПбГУ. Волна – «Интерактивный графический программный комплекс для построения и визуального анализа штормовой поверхности моря». Дегтярев Александр Борисович, Богданов Александр Владимирович, Храмушин Василий Николаевич.

© 2015 СПбГУ. SpecrM – «Программа интерактивной графической визуализации спектральных зависимостей для парных и распределенных по морским акваториям временных рядов». Дегтярев Александр Борисович, Храмушин Василий Николаевич.

© 2015 СПбГУ. Vessel – БД «Цифровые теоретические чертежи для проектного анализа гидростатических характеристик, остойчивости и ходкости корабля». (Проектные чертежи для анализа гидростатических характеристик, остойчивости и ходкости корабля) Богданов Александр Владимирович, Храмушин Василий Николаевич.

Дополнительно:
Исходные тексты программ периодически обновляются и дополняются, в том числе по обращениям заинтересованных разработчиков. Приведенные здесь тексты программ многократно перерабатывались и эмулировались для всевозможных операционных систем: от ЕС-ЭВМ – Электроника-100/25, затем – множество DOS и прочих Win-16. Базовый комплекс программ прошел госрегистрацию в Роспатенте, они могут свободно использоваться в учебных и исследовательских целях. (Завершенные программы собраны в Code::Blocks.20.03 со сборками GNU-C/C++(4.3.3) и Equation MinGW-GCC/Fortran+OpenMP).
Исходные тексты основных программ (под Win32SDK) (1 094 899,^2024.05.13)

Code::Blocks.20.03/GNU-C++4.3.3 & MinGW-GCC-12.2.0 (+OpenMP).
2010.01 – начата алгоритмическая проработка новых тензорных представлений.
2010.06 – подготовка рабочей версии пакета Window-Place.
2010.09 – расчеты и графика Ani распараллелены под OpenMP
2011.04 – Tv – всё ускорено и устроено редактирование карт.
2011.09 – изъятие С++ наслоений (по возможности)
2012.02 – (преодоление 4Гб барьера)
2012.06 – MinGW-4.7.1 – интерполяция по Эрмиту
2013.05 – работы с распараллеливанием расчета лучей и фронтов
2014.03 – граничные условия 1-го порядка и 64-разрядная арифметика
2015.02 – доводка «Ani», пересмотр «Window-Place»
2016.07 – Tv – чтение Topex-UCSD батиметрии в массивах более 4 Гб.
2016.12 – Ani – схема вычислений возвращена к 11 февраля 2014 года.
2017.01 – мышка ставит точки и метит фрагменты c перехлестами меридианов.
2020.04 – установка и позиционирование графических фрагментов + 64-разрядная арифметика.
2020.07 – Hull перешёл в UTF-8, частично поправлено отображение на экране Windows.
2020.09 – ...правки Window-Place, Function и др.
2021.01 – «Aurora».exe - полноценное маневрирование корабля в штормовом море.
2021.05 – Vessel-action – краткое руководство.
2022.02 – к менюшкам подключена мышка на ввод и отмену.
2022.08 – сняты языковые ограничения при чтении файлов с именами Widows-Unicode.
2022.12 – оси угловой качки сводятся к центру масс с аппликатой мгновенного центра величины в корабельной системе координат.
2023.05 – возможность неоднозначности и многоконтурности действующей ватерлинии.
2023.10 – ведение протокола Aurora по экстремальным событиям для всех контролируемых величин.
2024.05 – новая эмпирика в гидромеханике центров сил и инерции с их связными моментами (github.com/Khram-V/Vessel)
2024.09 – переход от проблемных для AMD TruеType к векторным UTF-8 шрифтам из Borland-DesignCAD
2025-02 - просмотр цифровых корабельных моделей Free!Ship.[fbm,ftm] в двоичных и тестовых форматах (https://github.com/Khram-V/Ship)
... .

Switch to English