2.5.Входные и выходные данные.

Так как наша программа реализует один из этапов метода расщепления, то ей на вход подаются результаты расчета на предыдущем этапе. Эти данные имеют вид двумерного массива температуры и массива в котором хранятся текущие координаты фронта кристаллизации. Наша программа производит расчет этих данных на временном отрезке (j+3/8, j+5/8) и передает на вход подсистемы, реализующей расчет следующего этапа расщепления.

6. Контроль сходимости итерационного процесса.

Как уже отмечалось выше, для сходимости итерационного процесса необходимо хорошее начальное приближение для скорости роста кристалла, что в нашем случае достигается малым значением шага по времени. Однако может возникнуть ситуация, когда итерационный процесс начнет расходиться, т.е. станет бесконечным. Чтобы избежать зацикливания программы, необходимо ограничить число итераций в процессе. В нашем случае максимальное число итераций равно 30.

7. Методика тестирования программы.

Для тестирования итерационного процесса достаточно организовать итерационный процесс для одномерного случая. Надо протестировать скорость сходимости итерационного процесса и итоговые результаты его работы.

Была написана одномерная тестовая программа, практически являющаяся аналогом основной программы. В основной программе организован счет итерационных процессов по оси r, в тестовой задаче этого можно не делать.

Результатом работы тестовой программы является текстовый файл, в который выводятся результаты расчетов.

Фрагмент этого файла приведен ниже.

*

JZAPIS= 2 TOB= .0000250 TSUM= .0015000

FI= .30011 VR= 4.40683

V1= -2.09905 V2= -14.69332

TRES(KFP1)= .3030D-01 TF= -.7363D-05

TCR(KF)= -.1200D+00

ПОЛЕ TRES В РАСПЛАВЕ

.999850 .939379 .878827 .818237 .757633 .697024

.636414 .575803 .515192 .454581 .393970 .333360

.272749 .212137 .151526 .090913 .030300

ПОЛЕ TCR В КРИСТАЛЛЕ

-.119984 -.359937 -.599891 -.839846 -1.079802 -1.319758

-1.559716 -1.799677 -2.039654 -2.279675 -2.519807 -2.760188

-3.001047

5 .4407D+01 .1819D-08 .1000D-05

5 .4406D+01 .5684D-08 .1000D-05

3 .4406D+01 .1834D-08 .1000D-05

5 .4406D+01 .5697D-08 .1000D-05

5 .4406D+01 .1845D-08 .1000D-05

4 .4406D+01 .5707D-08 .1000D-05

5 .4405D+01 .1854D-08 .1000D-05

5 .4405D+01 .5714D-08 .1000D-05

3 .4405D+01 .1861D-08 .1000D-05

5 .4405D+01 .5720D-08 .1000D-05

*

JZAPIS= 3 TOB= .0000375 TSUM= .0022500

FI= .30017 VR= 4.40475

V1= -2.09807 V2= -14.68648

TRES(KFP1)= .3030D-01 TF= -.7361D-05

TCR(KF)= -.1200D+00

ПОЛЕ TRES В РАСПЛАВЕ

.999772 .939343 .878823 .818252 .757656 .697049

.636438 .575825 .515212 .454599 .393986 .333373

.272759 .212145 .151531 .090916 .030300

ПОЛЕ TCR В КРИСТАЛЛЕ

-.119973 -.359905 -.599837 -.839770 -1.079704 -1.319641

-1.559583 -1.799542 -2.039541 -2.279628 -2.519895 -2.760482

-3.001598

5 .4405D+01 .1866D-08 .1000D-05

5 .4404D+01 .5725D-08 .1000D-05

5 .4404D+01 .1870D-08 .1000D-05

4 .4404D+01 .5728D-08 .1000D-05

5 .4404D+01 .1873D-08 .1000D-05

5 .4403D+01 .5731D-08 .1000D-05

5 .4403D+01 .1875D-08 .1000D-05

5 .4403D+01 .5732D-08 .1000D-05

5 .4403D+01 .1877D-08 .1000D-05

5 .4403D+01 .5733D-08 .1000D-05

Производится вывод всей интересующей нас информации о системе: температурные поля, время, скорость роста кристалла. Наибольший интерес для нас представляет четыре последних столбика, в которых указаны количество потребовавшихся итераций, положение фронта кристаллизации , значение скорости роста и изменение скорости роста за итерацию соответственно.

Как мы видим, для получения интересующей нас точности вычислений нам потребовалось 3-5 итераций.

Так же важен вопрос о правильности самого алгоритма. Рассмотрим метод, позволяющий нам проверить правильность созданного нами итерационного процесса.

Поскольку наша задача представляет собой часть более общей задачи, и ее промежуточные результаты в силу специфики метода расщепления не имеют никакого физического значения, нам надо протестировать всю систему целиком, причем наша программа должна работать как часть системы.

Большую проблему составляет тот факт, что у системы уравнений Навье-Стокса, которую решает общая система моделирования, не существует аналитического решения и ее решение существует только в численном виде. То есть у нас нет образца для сравнения правильности полученных результатов. В настоящее время в мире фактическим стандартом является Международный Тест в Квадратной области. Чтобы доказать свою состоятельность система должна пройти этот тест ( что является необходимым но не достаточным условием правильности результатов).