Использование параллельных вычислений для моделирования технологических газоразрядных источников электронов

И.В. Мельник 1, А.О. Лунтовский 2, доктора техн. наук
1 Национальный технический университет Украины
«Киевский политехнический ин-т»
(Украина, 03056, Киев, пр-т Победы, 37, корпус 12, 2203,
тел. (044) 2049505, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
2 Саксонская академия, отделение информатики и системотехники
(Германия, 01307, Дрезден, Ханс-Грундиг штрассе, 25,
тел. (49351) 44722703, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

АННОТАЦИЯ

Розглянуто методи оцінювання ефективності розпаралелювання обчислювальних алгоритмів для задач моделювання різного рівня складності. Як тестові приклади наведено задачі, які пов’язані з моделюванням технологічних джерел електронів високовольтного тліючого розряду. Наведено приклади розпаралелювання задач розрахунку магнітногополя симетричної лінзи, аналізу температури та рухомості електронів в анодній плазмі, розрахунку втрат струму електронного пучка при його транспортуванні, а також моделювання самоузгодженої електронно-іонної оптики високовольтного тліючого розряду.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

параллельные вычисления, кластеры, арифметико-логическое выражение, рекуррентная матрица, электронный пучок, электронно-лучевые технологии, источники электронов, анодная плазма.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Schill A., Springer T. Verteilte Systeme—Grundlagen und Basistechnologien. 2. Auflage.—Springer-Verlag, 2012.
2. Tanenbaum A.S., Wetherall D.J. Computernetzwerke. 5. aktualisierte Auflage. — Pearson Studium, 2012.
3. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц.—М. : Мир, 1987.—640 с.
4. Молоковский С.И., Сушков Д.И. Интенсивные электронные и ионные пучки. — М. : Энергоатомиздат, 1991. —304 с.
5. Denbnovetskiy S.V., Melnyk V.G., Melnyk I.V., Felba J. Model of beam formation in a glow discharge electron gun with a cold cathode// Applied Surface Science.— 1997.—111.—P. 288— 294.
6. Мельник И.В., Тугай С.Б. Методика моделирования технологических источников электронов высоковольтного тлеющего разряда // Электрон. моделирование.—2010.—32,№6. — С. 31—43.
7. Свешников В.М., Рыбдылов Б.Д. О распараллеливании решения краевых задач на квазиструктурированных сетках. — Вест. Уральского государственного университета. — 2013. — 2, 3. — С. 63—72.
8. Медведев А.В., Свешников В.М., Турчановский И.Ю. Распараллеливание решения краевых задач на квазиструктурированных сетках с использованием гибридных вычислений CPU+GPU// Вест. Новоcибирского государственного университета. Информационные технологии. — 2014. — 12, № 1. — С. 50—54.
9. Свешников В.М. Построение прямых и итерационных методов декомпозиции. —Сибирский журнал промышленной математики.— 2009.—12,№ 3 (39).—С. 99—109.
10. Мельник И.В. Анализ возможностей использования матричных макроопераций системы MatLab при решении прикладных задач // Электрон. моделирование. — 2009. — 31, № 3. — С. 37— 51.
11. Мельник И.В., Шинкаренко Н.В. Анализ алгоритмических особенностей вычисляемых матриц при решении задач программирования средствами матричных макроопераций // Там же. — 2011. — 33, № 2. — С. 81—92.
12. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР.—М. : Высшая школа, 1990. — 336 с.
13. Мельник И.В. Классификация моделей электронно-оптических систем с точки зрения методологии САПР // Электроника и связь. — 2007. — 12, № 2 (37). — С. 20—31.
14. Мельник И.В. Обобщенная методика моделирования триодных источников электронов высоковольтного тлеющего разряда // Электрон. моделирование. — 2013. — 35, № 4. — С. 93—107.
15. Велихов Е.П., Ковалев B.C., Рахимов А.Т. Физические явления в газоразрядной плазме.—М. : Наука, 1987. — 160 с.
16. Денбновецкий С.В., Мельник В.И., Мельник И.В., Тугай Б.А. Моделирование транспортировки короткофокусных электронных пучков из низкого в высокий вакуум с учетом разброса тепловых скоростей электронов//Прикладная физика.—2010.—№3.—С. 84—90.

МЕЛЬНИК Игорь Витальевич, д-р техн. наук, доцент кафедры электронных приборов и устройств Национального технического университета Украины «Киевский политехнический ин-т». В 1989 г. окончил Киевский политехнический ин-т. Область научных исследований — моделирование электронно-лучевых технологических устройств, теория газового разряда, программирование и теория алгоритмов, компьютерные сети и системы.

ЛУНТОВСКИЙ Андрей Олегович, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры информационной безопасности и передачи данных Одесской академии связи им. А.С. Попова, зам. зав. отделением информатики и системотехники Саксонской академии г. Дрездена. В 1989 г. окончил Киевский политехнический ин-т. Область научных исследований — моделирование объектов и процессов, САПР, компьютерные сети и системы, облачные и кластерные вычисления, мобильные вычисления, технологии программирования, распределенные системы и сервисы, мобильные и беспроводные сети и их приложения, виртуализация и мультисервисные платформы.

Полный текст: PDF (русский)