Physics.Math.Code
143K subscribers
5.2K photos
2.05K videos
5.81K files
4.45K links
VK: vk.com/physics_math
Чат инженеров: @math_code
Учебные фильмы: @maths_lib
Репетитор IT mentor: @mentor_it
YouTube: youtube.com/c/PhysicsMathCode

№ 6045941532

Обратная связь: @physicist_i
Download Telegram
📘 CUDA Fortran for Scientists and Engineers [2011] Greg Ruetsch, Massimiliano Fatica

📗 CUDA Fortran для
инженеров и научных работников [2014] Грегори Рутш, Массимилиано Фатика

💾 Скачать книгу

В этом документе используются компиляторы PGI 11.x, которые можно получить по адресу pgroup.com. Хотя примеры могут быть скомпилированы и запущены в любой поддерживаемой операционной системе в различных средах разработки, примеры в этом документе скомпилированы из командной строки, как это было бы сделано в Linux или Mac OS X.

#математика #CUDA #GPU #графика #наука #Fortran #моделирование #физика #physics #инженерия #параллельные_вычисления

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍2813🔥3🤔2🤩21😍1
CUDA Fortran for Scientists and Engineers.zip
45.8 MB
📘 CUDA Fortran for Scientists and Engineers [2011] Greg Ruetsch, Massimiliano Fatica

This document in intended for scientists and engineers who develop or maintain computer simulations and applications in Fortran, and who would like to harness parallel processing power of graphics processing units (GPUs) to accelerate their code. The goal here is to provide the reader with the fundamentals of GPU programming using CUDA Fortran as well as some typical examples without having the task of developing CUDA Fortran code becoming an end in itself. The CUDA architecture was developed by NVIDIA to allow use of the GPU for general purpose computing without requiring the programmer to have a background in graphics. There are many ways to access the CUDA architecture from a programmer’s perspective, either through C/C++ from CUDA C and Open CL, or through Fortran using PGI’s CUDA Fortran. This document pertains to the latter approach. PGI’s CUDA Fortran should be distinguished from the PGI Accelerator product, which is a directive based approach to using the GPU. CUDA Fortran is simply the Fortran analog to CUDA C. The reader of this book should be familiar with Fortran 90 concepts, such as modules, derived types, and array operations. However, no experience with parallel programming (on the GPU or otherwise) is required. Part of the appeal of parallel programming on GPUs using CUDA is that the programming model is simple and novices can get parallel code up and running very quickly. CUDA is a hybrid programming model, where both GPU and CPU are utilized, so CPU code can be incrementally ported to the GPU. This document is divided into two main sections, the first is a tutorial on CUDA Fortran programming, from the basics of writing CUDA Fortran code to some tips on optimization. The second part of this document is a collection of case studies that demonstrate how the principles in the first section are applied to real-world examples.

📗 CUDA Fortran для
инженеров и научных работников [2014] Грегори Рутш, Массимилиано Фатика

Fortran – один из важнейших языков программирования для высокопроизводительных вычислений, для которого было разработано множество популярных пакетов программ для решения вычислительных задач. Корпорация NVIDIA совместно с The Portland Group (PGI) разработали набор расширений к языку Fortran, которые позволяют использовать технологию CUDA на графических картах NVIDIA для ускорения вычислений.

Книга демонстрирует всю мощь и гибкость этого расширенного языка для создания высокопроизводительных вычислений. Не требуя никаких предварительных познаний в области параллельного программирования, авторы скрупулезно, шаг за шагом, раскрывают основы создания высокопроизводительных параллельных приложений, попутно поясняя важные архитектурные детали современного графического процессора – ускорителя вычислений.

Издание предназначено для инженеров, научных работников, программистов, в также будет полезно студентам вузов соответствующих специальностей. #математика #CUDA #GPU #графика #наука #Fortran #моделирование #физика #physics #инженерия #параллельные_вычисления

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
43👍21🤨7🔥31
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
💪 Не мускулами, а умом: как гидравлика умножает наши силы

Когда нужно поднять многоэтажный автобус для замены колеса или плавно опустить шасси огромного самолета, на помощь приходит она — гидравлика.
Принцип прост до гениальности: сила, приложенная к одному участку жидкости, передается без изменения в любую другую точку. Вся хитрость — в разной площади поршней.

Представьте:
▪️ У вас есть два соединенных шприца — маленький (1 см²) и большой (100 см²).
▪️ Если надавить на малый поршень с силой всего в 1 кг, то согласно закону Паскаля, давление в жидкости распространится повсюду.
▪️ На большой поршень это же давление будет давить с гораздо большей силой: Сила = Давление × Площадь. В нашем примере — уже 100 кг!

Именно так работают домкраты, прессы и тормозные системы. Мы вкладываем маленькое усилие, а на выходе получаем огромное. Мы не создаем энергию из ниоткуда, мы просто меняем соотношение сил, жертвуя расстоянием (малый поршень надо прожать много раз, чтобы большой поднялся немного).

🔍 Исторический факт: А знаете ли вы, что фундамент этой технологии заложил выдающийся французский ученый Блез Паскаль? В 1648 году он провел эффектный эксперимент, впоследствии названный «Паскалевой бочкой».

Он вставил в закрытую бочку, наполненную водой, очень длинную и тонкую вертикальную трубку. Поднявшись на балкон, он влил в эту трубку всего несколько кружек воды. Давление, созданное маленьким столбом жидкости в узкой трубке, передалось по всем направлениям и преумножилось так, что мощные дубовые доски бочки не выдержали и она треснула. Этот наглядный опыт блестяще подтвердил его теорию, а сегодня его именем названа единица измерения давления.
Так что, в следующий раз, видя работу подъемного крана, вспомните о силе воды и гениальном французе XVII века! 🚀 #гидравлика #физика #историянауки #технологии #physics #инженерия #science

💦Гидротаранный насос (или просто гидротаран)

💧 Гидростатический парадокс или парадокс Паскаля

😠 Принцип работы гидравлического пресса

⚙️ Принцип работы гидравлической машины

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍103🔥3733❤‍🔥2🤯2🤩2🤨2😱1
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🔥 Заводим мотор! Почему маленький ДВС для RC-машинки — это технологическое чудо?

Все мы видели мощные радиоуправляемые машинки с ДВС, которые ревут как настоящие звери. Казалось бы, возьми большой мотор, уменьши его — и готово. Но на деле создать такой «малютку» невероятно сложно. Вот почему ⬇️

▪️ Факт 1: В мире маленьких моторов трение — главный враг.

Представьте: при уменьшении размера мотора в 10 раз его объем (и мощность) уменьшаются в 1000 раз (!), а площадь поверхностей, создающих трение, — только в 100 раз. Это значит, что в относительном выражении трение в маленьком моторе в 10 раз значимее, чем в большом. Из-за этого крошечные двигатели без тщательной обработки могут просто не провернуться под нагрузкой.

▪️ Факт 2: Им не хватает инерции.

Массивный маховик большого мотора помогает поршню проходить «мертвые точки». В микро-ДВС маховик легкий, и ему не хватает инерции. Поэтому такие моторы невероятно сложно завести «с толкача» — нужна специальная система заводки (обычно роторная, с пружиной).

▪️ Факт 3: Скорость — их единственный путь к мощности.

Поскольку увеличить рабочий объем нельзя, инженеры выжимают мощность другим способом — оборотами. Типичный RC-ДВС легко раскручивается до 30 000–40 000 об/мин. Для сравнения, мотор спортивного автомобиля редко превышает 10 000 об/мин. Эта сумасшедшая скорость требует идеальной балансировки и создает чудовищные нагрузки на детали.

▪️ Факт 4: У них нет свечи зажигания (в привычном виде).

Во многих маленьких калильных двигателях нет электрической системы зажигания! Вместо нее в камере сгорания стоит калильная свеча — с платиновой нитью накаливания. Сначала ее разогревают от внешнего источника, а дальше она поддерживает температуру за счет циклов сгорания. Топливо воспламеняется от контакта с раскаленной свечой. Просто и гениально!

▪️ Факт 5: Термодинамика сходит с ума.

В маленьком объеме соотношение площади к объему растет. Камера сгорания быстро отдает тепло, что мешает эффективному сгоранию топлива. А из-за миниатюрных размеров сложно сделать эффективное охлаждение (обычно это просто алюминиевый радиатор, обдуваемый воздухом). Перегрев — постоянная головная боль.

🔥Вывод: Сделать маленький мощный ДВС — это не просто масштабировать чертеж. Это постоянная борьба с законами физики, которые не любят миниатюризацию. Каждый такой мотор — это шедевр инженерной мысли, где точность изготовления измеряется в микронах, а за мощность приходится платить умопомрачительными оборотами.

А вы знали о таких сложностях? #ДВС #радиоуправление #физика #механика #инженерия #RCмодели #технологии

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍89🔥29🤯1411❤‍🔥2🤩21😍1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Можно ли поставить дом на шары, чтобы спасти его от землетрясения? 🏠

Почему простые шары не сработают? Представьте дом на четырех бильярдных шарах. Проблемы:
→ Они могут выкатиться в сторону.
→ Давление в точке контакта огромно, и шар просто продавит пол.
→ Любой порыв ветра заставит дом качаться.

А что тогда сработает? Инженеры давно разработали системы, которые отделяют здание от вибраций при землетрясениях. Это как поставить дом на "амортизаторы".

1. Сейсмические изоляторы (Сейсмоизоляция):
Маятниковые изоляторы: Представьте не шар, а огромную "линзу", внутри которой стальной шар качается по специальной чаше. При землетрясении здание плавно "раскачивается" на этой чаше, как маятник, гася энергию.
Слинговые изоляторы: Здесь используются опорные конструкции, работающие на растяжение, которые позволяют зданию качаться в определенных пределах.
Рельсовые системы: Здание устанавливается на специальные рельсы, позволяя ему смещаться при подземных толчках.

2. Сейсмические гасители (Демпферы). Если изоляторы — это "подвеска", то демпферы — это "тормоза". Их ставят внутри здания, чтобы поглощать энергию колебаний. Бывают:
Вязкостные: Как гигантские амортизаторы в автомобиле.
Массовые (динамические гасители): Огромный шар или маятник на верхних этажах, который раскачивается в противофазе основным колебаниям и гасит их. Знаменитый Тайбэй 101 использует такой 660-тонный шар!

3. Сейсмические компенсаторы (Тросовые системы)
Системы стальных тросов и растяжек, которые перераспределяют нагрузку и не дают зданию сложиться, как карточный домик.

Идея "катящейся опоры" — гениальна в своей основе, и инженеры воплотили ее в жизнь, создав сложные и надежные системы сейсмической изоляции. Благодаря им современные здания в сейсмоопасных зонах могут пережить даже очень сильные толчки, сохранив жизни людей и свою целостность. #землетрясение #строительство #инженерия #технологии #геология #архитектура #механика #разрушения #колебания #волны #физика #physics #эксперименты

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍35🔥1413😱21🗿1