ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Составление программы для ЭВМ из "Вычислительная гидродинамика " Необходимо различать рекомендации, относящиеся к опытной программе и к рабочей программе. Для проведения многих исследований требуется только опытная программа. Можно сказать, что исследование численного метода самого по себе закапчивается тогда, когда уже мол ио составить рабочую программу, которая в свою очередь может служить для гидродинамических исследований и разработок. Здесь имеет место прямая аналогия с проектироваиием, разработкой, проверкой и калибровкой аэродинамической трубы перед проведением на ней серии экспериментов. [c.470] Модульное программирование обладает тем преимуше-ством, что каждая подпрограмма (например, SUBROUTINE или FUN TION в Фортране) может отлаживаться отдельно п даже может быть составлена разными людьми. [c.471] Данная программа носит модульный характер в том смысле, что вычисленпе скорости звука локализовано в одном месте программы и легко может быть изменено это безусловно удобно. [c.473] Допустим, вы намерены экспериментировать с различными условиями на выходной границе. Составляйте первый вариант программы только с простейщим условием на выходной границе. Когда основная программа будет отлажена, добавьте переключатель для различных вариантов граничных условий. Эта рекомендация особенно важна при наличии большого числа взаимосвязанных вариантов. Часто случается, что некоторые из вариантов не реализуются. [c.473] Не будет лишним даже начать разработку программы с другой, более простой численной схемой, нежели та, которая будет применена окончательно при этом будет легче отладить другие части программы. Сложная схема расчета во внутренних узлах сетки сильно усложняет отладку программы. (Например, по опыту автора при расчете течений сжимаемой жидкости по двухшаговой схеме грубая ошибка в вычислении плотности на первом шаге обнаруживается лишь при больших t по расходимости рещения для температуры.) Составление программы расчета течения сжимаемой жидкости рекомендуется начинать со случая постоянных л и й программы расчета задачи радиационной газодинамики— с программирования и отладки только ее газодинамической части пока не отлажен расчет во внутренних тоЧ ках, рекомендуется избегать усложнений, связанных с рассмотрением свободной поверхности, и т. д. [c.473] Казалось бы, можно сначала рассмотреть для заданной геометрии течение несжимаемой жидкости, а потом перейти к усложнениям, обусловленным сжимаемостью. Хотя при решении первой задачи и будет накоплен некоторый опыт, однако структуры решений обеих задач настолько различны, что в целом этот путь является очень неэффективным. [c.474] Это замечание относится к полным уравнениям Навье — Стокса. Структуры решений уравнений пограничного слоя для несжимаемой п сжимаемой жидкостей более близки. [c.474] Как отмечает Хемминг [1962], распространенной ошибкой является путаница в последовательности проведения расчетов. С другой стороны, автор настояшей книги не слишком высоко расценивает формализованные блок-схемы программ. По нашему опыту обычно такие блок-схемы составляются после раз-раббтки самой программы на стадии подготовки отчетности по ней, а не программа составляется по блок-схемам. За исключением высших уровней организации программы, подробную блок-схему, как правило, труднее понять, чем саму программу, если последняя снабжена подробными комментариями. [c.474] Если в программе есть ошибка, то важно знать, в каком месте программы проявились ее последствия, каковы в этот момент значения параметров циклов и т. д. Для получения этой информации на стадии отладки удобно вводить в программу частые выдачи. [c.474] Оценка сроков решения вычислительной задачи не входит в число вопросов, в которых искушен автор настоящей книги, хотя он и запомнил широко известное изречение Это займет гораздо больше времени, чем вы думаете . Однако здесь могут помочь оценки для отдельных этапов работы разработки первоначальной (очень частной) программы, отладки более общей программы, проведения методических расчетов и тестов, получения результатов, обработки полученной информации и т. д. [c.474] Глубокое понимание особенностей работы ЭВМ обычно более важно на стадии окончательной доводки рабочей программы. Лучше всего это сделает компетентный специалист по программированию, однако полезно, если и автор программы обладает некоторыми познаниями в этом вопросе. [c.475] Однако па ранних стадиях разработки программы обычно не стоит жертвовать наглядностью программы во имя повышения ее эффективности. Кроме того, заметим, что новейшие операционные системы часто автоматически оптимизируют подобные операции. Приведенные выше примеры показывают, что при сравнении быстродействия различных численных схем и программ необходимо учитывать зависимость быстродействия от типа ЭВМ, операциопной системы и квалификации программиста. [c.475] Избегайте возведения в степень чисел с плавающей запятой. [c.475] СОЧНО линейной или кусочно степепной (с показателем 1/2) аппроксимации на отдельных интервалах изменения температуры. [c.477] Аналогичные соображения применимы и к уравнению состояния сложного вида, на расчет которого может тратиться основная часть машинного времени в задачах о распространении ударных волн в твердых телах. [c.477] Здесь Dl=(l. —2 А), D2 = (A —С), D3=(A + ) найдены заранее и, следовательно, не вычисляются для каждого значения I. Оператор содержит четыре операции типа сложения и три умножения и его выполнение на D 6600 займет около 4.6 мкс, т. е. достигнут выигрыш по времени в 6/4.6 = 1.3 раза. [c.477] Скоглунд и Гей [1968, 1969] обнаружили, что группировка членов в схеме Лакса — Вендроффа (разд. 5.5.5) и применение линейной зависимости вязкости от температуры снижают затраты машинного времени па одну итерацию в три раза. Группировка членов сушественно улучшает качество рабочей программы, однако она является делом довольно кропотливым и уменьшает наглядность программы, поэтому ее нельзя рекомендовать на ранних стадиях разработки опытной программы. [c.478] Вернуться к основной статье