РЕКЛАМА

Загрузка...

Москва во все времена была средоточием научно-технических сил государства. Из 392 открытий 1931-1990 годов (имеются в виду только официально зарегистрированные и внесенные в Государственный реестр), более 180 были сделаны москвичами или при их активном участии. Московские исследователи внесли значительный вклад в развитие отечественной и мировой науки. В их числе - талантливый советский ученый, лауреат Государственной премии, профессор, доктор технических наук Владимир Сергеевич Лукьянов (1902-1980). Его исследования вывели нашу страну на ведущие позиции в области аналоговых средств вычислительной техники. Гидравлический интегратор Лукьянова - первая в мире вычислительная машина для решения дифференциальных уравнений в частных производных - на протяжении полувека был единственным средством вычислений, связанных с широким кругом задач математической физики. Создание гидроинтегратора продиктовано сложной инженерной задачей, с которой молодой специалист В. Лукьянов столкнулся в первый же год работы.' />

Водяные вычислительные машины

Водяные вычислительные машины
Москва во все времена была средоточием научно-технических сил государства. Из 392 открытий 1931-1990 годов (имеются в виду только официально зарегистрированные и внесенные в Государственный реестр), более 180 были сделаны москвичами или при их активном участии. Московские исследователи внесли значительный вклад в развитие отечественной и мировой науки. В их числе - талантливый советский ученый, лауреат Государственной премии, профессор, доктор технических наук Владимир Сергеевич Лукьянов (1902-1980). Его исследования вывели нашу страну на ведущие позиции в области аналоговых средств вычислительной техники. Гидравлический интегратор Лукьянова - первая в мире вычислительная машина для решения дифференциальных уравнений в частных производных - на протяжении полувека был единственным средством вычислений, связанных с широким кругом задач математической физики. Создание гидроинтегратора продиктовано сложной инженерной задачей, с которой молодой специалист В. Лукьянов столкнулся в первый же год работы.
После окончания Московского института инженеров путей сообщения (МИИТ) Лукьянов был направлен на постройку железных дорог Троицк-Орск и Карталы-Магнитная (ныне Магнитогорск).
В 20-30-е годы строительство железных дорог велось медленно. Основными рабочими инструментами были лопата, кирка и тачка, а земляные работы и бетонирование производились только летом. Но качество работ все равно оставалось невысоким, появлялись трещины - бич железобетонных конструкций.
Лукьянов заинтересовался причинами образования трещин в бетоне. Его предположение об их температурном происхождении сталкивается со скептическим отношением специалистов. Молодой инженер начинает исследования температурных режимов в бетонных кладках в зависимости от состава бетона, используемого цемента, технологии проведения работ и внешних условий. Распределение тепловых потоков описывается сложными соотношениями между температурой и меняющимися со временем свойствами бетона. Эти соотношения выражаются так называемыми уравнениями в частных производных. Однако существовавшие в то время (1928 год) методы расчетов не смогли дать быстрого и точного их решения.
В поисках путей решения проблемы Лукьянов обращается к трудам математиков и инженеров. Верное направление он находит в трудах выдающихся российских ученых - академиков А. Н. Крылова, Н. Н. Павловского и М. В. Кирпичева.
Инженер-кораблестроитель, механик, физик и математик академик Алексей Николаевич Крылов (1863-1945) в конце 1910 года построил уникальную механическую аналоговую вычислительную машину - дифференциальный интегратор для решения обыкновенных дифференциальных уравнений 4-го порядка.
Академик Николай Николаевич Павловский (1884-1937) занимался вопросами гидравлики. В 1918 году доказал возможность замены одного физического процесса другим, если они описываются одним и тем же уравнением (принцип аналогии при моделировании).
Академик Михаил Викторович Кирпичев (1879-1955) - специалист в области теплотехники, разработал теорию моделирования процессов в промышленных установках - метод локального теплового моделирования. Метод позволял в лабораторных условиях воспроизводить явления, наблюдаемые на больших промышленных объектах.
Лукьянов сумел обобщить идеи великих ученых: модель - вот высшая степень наглядности математической истины. Проведя исследования и убедившись, что законы течения воды и распространения тепла во многом сходны, он сделал вывод - вода может выступать в роли модели теплового процесса. В 1934 году Лукьянов предложил принципиально новый способ механизации расчетов неустановившихся процессов - метод гидравлических аналогий и спустя год создал тепловую гидромодель для демонстрации метода. Это примитивное устройство, сделанное из кровельного железа, жести и стеклянных трубок, успешно разрешило задачу исследования температурных режимов бетона.
Главным его узлом стали вертикальные основные сосуды определенной емкости, соединенные между собой трубками с изменяемыми гидравлическими сопротивлениями и подключенные к подвижным сосудам. Поднимая и опуская их, меняли напор воды в основных сосудах. Пуск или остановка процесса расчета производились кранами с общим управлением.
В 1936 году заработала первая в мире вычислительная машина для решения уравнений в частных производных - гидравлический интегратор Лукьянова.

Для решения задачи на гидроинтеграторе необходимо было:
1) составить расчетную схему исследуемого процесса;
2) на основании этой схемы произвести соединение сосудов, определить и подобрать величины гидравличес ких сопротивлений трубок;
3) рассчитать начальные значения искомой величины;
4) начертить график изменения внешних условий моделируемого процесса.


После этого задавали начальные значения: основные и подвижные сосуды при закрытых кранах наполняли водой до рассчитанных уровней и отмечали их на миллиметровой бумаге, прикрепленной за пьезометрами (измерительными трубками) - получалась своеобразная кривая. Затем все краны одновременно открывали, и исследователь менял высоту подвижных сосудов в соответствии с графиком изменения внешних условий моделируемого процесса. При этом напор воды в основных сосудах менялся по тому же закону, что и температура. Уровни жидкости в пьезометрах менялись, в нужные моменты времени краны закрывали, останавливая процесс, и на миллиметровой бумаге отмечали новые положения уровней. По этим отметкам строили график, который и был решением задачи.
Возможности гидроинтегратора оказались необычайно широки и перспективны. В 1938 году В. С. Лукьяновым была основана лаборатория гидравлических аналогий, которая вскоре превратилась в базовую организацию для внедрения метода в народное хозяйство страны. Руководителем этой лаборатории он оставался в течение сорока лет.
Главным условием широкого распространения метода гидравлической аналогии стало совершенствова ние гидроинтегратора. Создание конструкции, удобной в практическом применении, позволило решать задачи различных типов - одномерные, двухмерные и трехмерные. Например, течение воды в прямолинейных границах - одномерный поток. Двумерное движение наблюдается в районах крупных излучин рек, вблизи островов и полуостровов, а грунтовые воды растекаются в трех измерениях.
Первый гидроинтегратор ИГ-1 был предназначен для решения наиболее простых - одномерных - задач. В 1941 году сконструирован двухмерный гидравлический интегратор в виде отдельных секций.
В 1949 году постановлением Совета Министров СССР в Москве создан специальный институт "НИИСЧЕТМАШ", которому были получены отбор и подготовка к серийному производству новых образцов вычислительной техники. Одной из первых таких машин стал гидроинтегратор. За шесть лет в институте разработана новая его конструкция из стандартных унифицированных блоков и на Рязанском заводе счетно-аналитичес ких машин начался их серийный выпуск с заводской маркой ИГЛ (интегратор гидравлический системы Лукьянова). Ранее единичные гидравлические интеграторы строились на Московском заводе счетно-аналитичес ких машин (САМ). В процессе производства секции были модифицированы для решения трехмерных задач.
В 1951 году за создание семейства гидроинтеграторов В. С. Лукьянову присуждена Государственная премия.
После организации серийного производства интеграторы стали экспортироваться за границу: в Чехословакию, Польшу, Болгарию и Китай. Но самое большое распространение они получили в нашей стране. С их помощью провели научные исследования в поселке "Мирный", расчеты проекта Каракумского канала и Байкало-Амурской магистрали. Гидроинтеграторы успешно использовались в шахтостроении, геологии, строительной теплофизике, металлургии, ракетостроении и во многих других областях.
Особенно наглядно проявилась эффективность метода гидравлических аналогий при изготовлении железобетонных блоков первой в мире гидроэлектростанции из сборного железобетона - Саратовской ГЭС им. Ленинского комсомола (1956-1970). Требовалось разработать технологию изготовления около трех тысяч огромных блоков весом до 200 тонн. Блоки должны были быстро вызревать без трещин на поточной линии во все времена года и сразу устанавливаться на место. Очень сложные расчеты температурного режима с учетом непрерывного изменения свойств твердеющего бетона и условий электропрогрева произвели своевремен но и в нужном объеме только благодаря гидроинтеграторам Лукьянова. Теоретические расчеты в сочетании с испытаниями на опытном полигоне и на производстве позволили отработать технологию изготовления блоков безукоризненного качества.
Появившиеся в начале 50-х годов первые цифровые электронно-вычислительные машины (ЦЭВМ) не могли составить конкуренции "водяной" машине. Основные преимущества гидроинтегратора - наглядность процесса расчета, простота конструкции и программирования. ЭВМ первого и второго поколений были дороги, имели невысокую производительность, малый объем памяти, ограниченный набор периферийного оборудования, слабо развитое программное обеспечение, требовали квалифицированного обслуживания. В частности, задачи мерзлотоведения легко и быстро решались на гидроинтеграторе, а на ЭВМ - с большими сложностями. Более того, предварительное применение метода гидравлических аналогий помогало поставить задачу, подсказать путь программирования ЭВМ и даже проконтролировать ее во избежание грубых ошибок. В середине 1970-х годов гидравлические интеграторы применялись в 115 производственных, научных и учебных организациях, расположенных в 40 городах нашей страны. Только в начале 80-х годов появились малогабаритные, дешевые, с большим быстродействием и объемом памяти цифровые ЭВМ, полностью перекрывающие возможности гидроинтегратора.
Два гидроинтегратора Лукьянова представлены в коллекции аналоговых машин Политехнического музея в Москве. Это редкие экспонаты, имеющие большую историческую ценность, памятники науки и техники. Оригинальные вычислительные устройства вызывают неизменный интерес посетителей и входят в число самых ценных экспонатов отдела вычислительной техники.
Водяные вычислительные машины
0
1542
15 апреля 2008
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Смотрите также
Как создавался компьютер?Как создавался компьютер?

Двадцать первый век мало кто представляет себе жизнь без компьютера.Теперь все операции мы проводим только на компьютере. Нам становится страшно подум...

Психологи доказали полезность размышления вслухПсихологи доказали полезность размышления вслух

Испанские ученые доказали, что размышления вслух помогают успешнее решать поставленные задачи. Статья исследователей появилась в журнале Electronic Jo...

Метод возвращения клеток в Метод возвращения клеток в "детство" назван научным прорывом года

МОСКВА, 19 дек - РИА Новости. Создание метода возвращения зрелых клеток в \"младенческое состояние\" - превращения их в стволовые клетки - возглавило...

100% российский компьютер возродился100% российский компьютер возродился

В этом году заказчикам будут отгружены первые 100 полностью отечественных компьютеров «Эльбрус-3М», собранных на одноименных отечественных же процессо...

Загрузка...
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
Суббота, 27 Мая
USD 1.8598
EUR 2.0868
RUB 0.0328
Mab 21 минут назад
Цитата: Nikitosina
Твой комент такой же пустой высер как и ты сам.

С далба*бами не общаюсь.
Цитата: Nikitosina
В конце концов приведи прувы

ВВП Беларуси в 2016 году сократился на 2,6%
По итогам 2016 года ВВП Украины вырос на 1,8%.
Заказывал пруфы? Жри!
Nikitosina 51 минут назад
Цитата: Mab
Это ты дебил. Прочитай еще раз мой предыдущий коммент.

Вот даун. Твой комент такой же пустой высер как и ты сам. Ни доказательств, ни ссылок, один пустой пиздеж. ВВП Украины в жопе даже по руинной статистике. О каком росте экономики превышающем рост рб может идти речь? В конце концов приведи прувы, ты тут херню постишь на регулярной основе, а лучше бы напряг извилинку.
Цитата: Mab
То что ВВП упал из-за войны - это и далба*бу понятно.

Ага, очень удобненько все на войну списывать. Такие лохи как ты хавают уже три года. Поэтому и мира хохлятское правительство не хочет ни с Донецком ни с Луганском.
Воюют с РФ? Обойди Донецк через ростовскую область, возьми в кольцо. Это ж война. А если нет, то не пизди. Бабки пилят аж опилки летят.
Цитата: Mab
При том, что в Крыму нет денег даже на то чтобы перекрасить то что украили у Украины.

Референдум. Ничего не крали, просто просрали полуостров. По твоему мерило успеха это перекрашена какая то херня или нет? Тогда Тебе на Украину, там только на это бабки и есть.
Кстати бабла на Крым выделяется в несколько раз больше чем во времена Украины. Тот же крымский мост, в которые такие как ты не верят ибо невозможно.
Цитата: Mab

на заметку, как у нас всё "отлично" в Минске и в стране. Кроме того, журналисты провели за решеткой более месяца.

И слава богу! Падение ВВП в два раза нам ни к чему.
Mab 194 минут назад
За назву станцыі метро «Мінск-Мір» ідзе накрутка галасоў


Цитата: Nikitosina
На Украине он упал в 2 раза по их официальным данным. Больше чем в рб? Ты дебил?

Это ты дебил. Прочитай еще раз мой предыдущий коммент.
То что ВВП упал из-за войны - это и далба*бу понятно.

Цитата: Nikitosina
Причем цвет грузовых вагонов в Крыму к уровню жизни и ввп?

При том, что в Крыму нет денег даже на то чтобы перекрасить то что украили у Украины.

В Украину не пустили «Иванушек International»

Один из участников группы ездил в оккупированный Крым.

triangel на заметку, как у нас всё "отлично" в Минске и в стране.

За освещение «протеcтной весны» журналистов «Белсата» оштрафовали на $9 тысяч

Кроме того, журналисты провели за решеткой более месяца.
svkolokol 218 минут назад Сиська ещё есть 1,9л kostik83 238 минут назад одинаковые фото : У таджикистанского антикоррупционера нашли бункер с золотом, 19 миллионами долларов и джипами
https://realty.tut.by/news/offtop-realty/544917.html
Spencer 240 минут назад Нормальный такой, общачок... Spencer 241 минут назад
Плавалагуна помет

Бугагагага
Самая забавная опечатка, прочитанная за последнее время!

Вспомнил ещё факт - та самая Плавалагуна - актриса Майвенн Ле Беско, была замужем за Люком Бессоном.
Также, Мила Йовович, тоже была за ним замужем.
Spencer 262 минут назад Дебилизм в чистом виде. Я могу разговаривать и на русском и на белорусском, но мне на русском удобнее.
Если человек начинает разговаривать со мной на белорусском - без проблем начинаю говорить с ним на нём же.
Но, блять, приходить каким то быдланам, и указывать мне, на каком языке мне разговаривать - та ну его нах...
Новости от партнеров
Сейчас на сайте
11 пользователей, 1450 гостей