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Orientación a objetos del método de vórtices en celda aplicado a fluidos geofísicos
An object-oriented approach to the vortex-in-cell method with application to geophysical fluid dynamics
Alberto Leopoldo Morán y Solares
Jose Gomez Valdes
Acceso Abierto
Atribución
Programación orientada a objetos (Ciencia computacional)
Se elabora un ambiente orientado a objetos del método de vórtices en celda aplicado a la dinámica de fluidos geofísicos. El trabajo se inicia aplicando el esquema de desarrollo por versiones sucesivas. Se parte de la versión Fortran de Velasco Fuentes (1994), se hace una versión en C completamente estructurada y se llega a una versión orientada a objetos en C++. Se usa la técnica OMT para realizar el análisis y diseño orientado a objetos, lo que permitió una mejor comunicación entre el desarrollador y los clientes. Se propone una arquitectura para el desarrollo de aplicaciones de simulación numérica, cuyas principales componentes son conjuntos de datos básicos, métodos numéricos básicos, conjuntos de datos de la simulación, método s numéricos de la simulación y programa de simulación. Esto permitió mantener separados diferentes bloques de la arquitectura durante el desarrollo. Se generaron los modelos de objetos, dinámico y funcional para cada uno de los componentes y se usan envolturas de código y código legado durante la implantación. El código orientado a objetos resultante se puede portar a plataformas PC y estaciones de trabajo con los sistemas operativos usuales. La extensibilidad del código se puede probar para todas las clases. Se escogió una de las clases de los métodos numéricos básicos y se realizó una prueba que resultó exitosa. El modelo orientado a objetos así obtenido permite tener por separado jerarquías de conjuntos de datos y jerarquías de métodos numéricos, lo cual facilita la reutilización, extensión y mantenimiento de las aplicaciones numéricas. Sin embargo, se requiere abordar el problema de optimización del código, ya que el tiempo de ejecución se incrementó por un factor de dos.
An Object-Oriented framework is presented for the application of the vortex-in-cell method to geophysical fluid dynamics. First, the scheme of successive versions is applied, which starts from the Fortran version of Velasco Fuentes, then a fully structured C version is made and finally, an object-oriented version using C++ is developed. The OMT technique was used for analysis and design, which allowed for a better communication among developer and clients. A software architecture is proposed for the development of numerical simulation systems. The basic data sets, the basic numerical methods, the simulation data sets, the simulation numerical methods and the simulation program are the main components of that proposal. This approach allowed us to maintain separated architectural blocks during the development. Object, functional and dynamic models were developed for each component, and code wrappers and legacy code were during the implementation. The resulting object-oriented code is portable to a wide range of PCs and workstations. The extensibility of the code can be tested for each class. The class of basic numerical methods was chosen to make the test, which was successful. The object-oriented model allowed us to have separated hierarchies of data sets and numerical methods, which facilitate reuse, extension and maintenance of numerical applications. However, due to an increase in the execution time by a factor two, it is necessary to address the code optimization problem.
CICESE
1998
Tesis de maestría
Español
Morán y Solares, A. L. 1998.Orientación a objetos del método de vórtices en celda aplicado a fluidos geofísicos. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 105 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
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