Система SMILE

en 

SMILE_logo

Сотрудники Института теоретической и прикладной механики СО РАН занимаются развитием метода прямого статистического моделирования или ПСМ (известного в зарубежной литературе как Direct Simulation Monte Carlo или DSMC), являющегося основным методом моделирования неравновесных течений разрежнного газа, начиная с середины 70-годов. Результатом этой работы является уникальный програмный комплекс SMILE (Statistical Modeling In Low-Density Environment), который позволяет решать широкий спектр фундаментальных и прикладных задач высотной аэротермодинамики, вакуумной газодинамики и физики микротечений. Основатель проекта и в течение многих лет основной разработчик SMILE — выдающийся русский учёный Михаил Самуилович Иванов, внесший огромный вклад в кинетическую теорию газов и вычислительную аэрогазодинамику. В настоящее время в команду разработчиков SMILE входят известные эксперты в областях вычислительной динамики разреженного газа и высотной аэротермодинамики, тесно сотрудничающие с российской космической промышленностью (РКК «Энергия», НПО Лавочкин, ОАО «Красная звезда» и др.) и Европейским космическим агенством по вопросам аэротермодинамики спутников, космических станций и спускаемых аппаратов.

Основное предназначение системы SMILE — обеспечить исследователей и инженеров высокотехнологичной и удобной в использовании реализацией современных численных схем метода ПСМ, которая может быть применена для моделирования широкого диапазона сложных аэродинамических задач в двухмерных, осесимметричных и трехмерных постановках. Система SMILE использует современную теорию метода ПСМ и основана на высокоточных и надежных схемах мажорантной частоты. В системе SMILE реализованы передовые алгоритмы генерации расчетных сеток, возможность использования переменного временного шага и позволяет моделировать сильно неравновновесные химически реагирующие течения разреженного газа. Система SMILE позволяет проводить полный цикл исследований: создание геометрической модели, задание параметров течения, проведение расчета, обработку и визуализацию результатов. Все подсистемы SMILE имеют дружественный графический интерфейс. Встроенная химическая база данных содержит молекулярные данные для более чем 30 одно- и многоатомных компонент. Система SMILE спроектирована для использования на современных многопроцессорных суперкомпьютерах. Использование статических и динамических алгоритмов балансировки загрузки обеспечивает высокую эффективность параллелизации. Масштабируемость, переносимость и удобный пользовательский интерфейс существенно упрощают использование SMILE и расширяют область применимости пакета.

Система SMILE является официально зарегистрированным программным продуктом в России и в настоящее время используется в целом ряде исследвательских центров, университетов и космических агенств в России, Европе и США, таких как РКК «Энергия», МФТИ, Университет Пенсильвании (Pennsylvania State University), Университет Южной Каролины (University of Southern California), Университет Пердью (Purdue University), Корейский институт аэрокосмических исследований и многих других. На каждом этапе разработки системы SMILE проводилась тщательная валидация. В последние год система SMILE часто использовалась для изучения высотоной аэротермодинамики различных КА, в том числе спускаемых аппаратов для Международной космической станции и перспективного КА «Клиппер». В марте 2001 года РКК «Энергия» использовала результаты численного моделирования аэродинамики космической станции «Мир» для разработки сценария контролируемого спуска станции с орбиты. Также SMILE применялся для анализа влияния загрязнения поверхностей КА продуктами выхлопа реактивных двигателей, численного моделирования отрывных течений разреженного газа, течений в микросоплах и др. Эти исследования, в значительной мере, определили развитие современной высотной аэротермодинамики.

За более подробной информацией обращайтесь
к заведующему Лабораторией вычислительной аэродинамики
Института теоретической и прикладной механики СО РАН,
Бондарю Евгению Александровичу
Эл. почта: bond@itam.nsc.ru
Тел.: +7 383 330 81 63.

Назад