Дискретні моделі геометричних об’єктів в паралельних обчислювальних системах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКалюжняк, Анастасія Вікторівна
dc.contributor.authorКудін, Олексій Володимирович
dc.date.accessioned2025-12-17T09:16:28Z
dc.date.available2025-12-17T09:16:28Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractВикористання потужних обчислювальних систем визначають обчислювальні експерименти як нові та важливі методи досліджень. Враховуючи те, що традиційні аналітичні методи візуалізації математичних моделей мають визначальний характер, все ж виникає потреба в застосуванні сучасних математичних теорій, які дозволять розширити можливості прикладних математичних досліджень. Об’єктом дослідження є процес розробки функціонального проєктування складних геометричних моделей. Предметом даного наукового дослідження є використання паралельних методів побудови поверхонь дискретних моделей деяких геометричних об’єктів. Методами дослідження є: застосування апарату аналітичної геометрії, математичного аналізу, теорії R-функцій, паралельної архітектури та чисельних методів. Метою дослідження є вирішення актуальної науково-технічної проблеми, а саме: збільшити ефективність при проєктуванні програми побудови дискретних моделей, за рахунок застосування паралельної архітектури. Дане програмне забезпечення може бути використано в скінченно-елементному аналізі складних технічних систем. Для досягнення поставленої мети було поставлено наступні задачі: проаналізувати та розглянути відомі на сьогодні методи і підходи, які відносяться до побудови дискретних моделей в складних обчислювальних системах. Розробити відповідний метод та візуалізувати математичні моделі з використанням функціонального підходу. Модифікувати метод «Маршируючих кубів». Реалізувати в паралельних архітектурах візуалізацію дискретних моделей використавши сучасні технології і бібліотеки програмування, такі як, OpenMP та MPI. Проведення тестових експериментальних розрахунків, які доводять ефективність запропонованого даного алгоритму.Враховуючи, що точність геометричних моделей важлива для безпеки складних технічних систем, застосування паралельних методів побудови дискретних моделей може суттєво вплинути на забезпечення надійності та безпеки при розробці і випробуванні високотехнологічних продуктів, зокрема в таких галузях, як ракетобудування. У процесі створення моделей, які використовуються для проєктування ракетних комплексів і інших високотехнологічних систем, важливо досягти високої точності, швидкості обчислень та надійності результатів. Розроблені паралельні методи обчислень дозволяють знизити ризики помилок та оптимізувати процеси проєктування, що є важливим для забезпечення безпеки в цій критичній сфері.
dc.description.abstractotherThe usage of powerful computer systems defines computational experiments as novel and significant research methods enabling to solve complex. Taking into account the fact that raditional analytical methods for visualizing mathematical models are of a determinative nature, there is still a need to apply modern mathematical theorieswhich in their turn will enable to expand the possibilities of applied mathematical research. The object of the research is the process of developing functional design of complex geometric models. The subject of the research is the usage of parallel methods for constructing the surfaces of discrete models of some geometric objects. The methods of the research are: application of the apparatus of analytical geometry, mathematical analysis, the theory of R-functions, parallel architecture and numerical methods. The purpose of the research is to solve current scientific and technical problems, in particular to increase the efficiency in the design of the programme for building discrete models, which can be implemented in the finite element analysis of complex technical systems by means of using parallel architecture.The following tasks were set to achieve the goal: analysis and review of currently known methods and approaches related to the construction of discrete models in complex computing systems. Development of the appropriate method and visualization of mathematical models based on the functional approach. Modification of the "Marching Cubes" method. Implementation in parallel architectures resorting to modern technologies and programming libraries, such as OpenMP and MPI, and conducting test experimental calculations that prove the efficiency of the proposed algorithm.Considering the importance of geometric model accuracy for the safety of complex technical systems, the application of parallel methods for building discrete models can significantly impact the reliability and safety in the development and testing of high-tech products, particularly in fields such as rocket engineering. In the process of creating models used for designing rocket systems and other advanced technologies, it is crucial to achieve high precision, computational speed, and reliability of results.The developed parallel computation methods help reduce the risk of errors and optimize the design processes, which is vital for ensuring safety in this critical area
dc.format.pagerangeP. 69-79
dc.identifier.citationКалюжняк, А. Дискретні моделі геометричних об’єктів в паралельних обчислювальних системах /Анастасія Калюжняк, Олексій Кудін // Information Technology and Security. – 2025. – Vol. 13, Iss. 1 (24). – P. 69-79. – Bibliogr.: 8 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-1031.2025.13.1.328901
dc.identifier.orcid0000-0002-4837-7566
dc.identifier.orcid0000-0002-5917-9127
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/77754
dc.language.isouk
dc.publisherInstitute of Special Communication and Information Protection of National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofInformation Technology and Security, Vol. 13, Iss. 1 (24)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectMPI
dc.subjectOpenMP
dc.subjectR-функції
dc.subjectграничний елемент
dc.subjectметод “Маршируючі куби”
dc.subjectпаралельні розрахунки
dc.subjectфункціональний підхід
dc.subjectR -functions
dc.subjectboundary element
dc.subjectmethod “Marching cubes”
dc.subjectparallel calculations
dc.subjectfunctional representation
dc.subject.udc004.925.8:004.43.032.24
dc.titleДискретні моделі геометричних об’єктів в паралельних обчислювальних системах
dc.title.alternativeDiscrete models of geometric objects in parallel computing systems
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
69-79.pdf
Розмір:
597.13 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information Technology and Security, Vol. 13, Iss. 1 (24)