Gaussian plume models and "cloud" computing for 3d analysis of the state atmosphere

Authors

  • Георгій Іванович Воробець Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University 28 University street, Chernivtsi, Ukraine, 58000, Ukraine
  • Микола Ігорович Скрипський Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University 28 University street, Chernivtsi, Ukraine, 58000, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.19701

Keywords:

"cloud" computing, modeling, Gaussian dispersion model, OpenMP

Abstract

The proposed method and developed software for a three-dimensional simulation of the spread of contaminants in the atmosphere using the Gaussian dispersion models, "cloud" technologies and software OpenMP allows improving the efficiency of using computing resources. It is achieved by developing a common approach to improving the problem definition of simulation modeling and data preparation.

According to the testing results, the developed program module accelerates computations by 4 times compared to the single-processor system and allows constructing the map of the contaminants spread using the Gaussian dispersion models.

The obtained results prove the feasibility of using the OpenMP software package for the parallelization of computations and indicate the possibility of further software optimization for solving this class of problems according to the criterion of minimizing the computing time by varying the number of parallel threads, processes and involved processor cores.

Author Biographies

Георгій Іванович Воробець, Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University 28 University street, Chernivtsi, Ukraine, 58000

Associate Professor

Department of Computer System and Network

Микола Ігорович Скрипський, Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University 28 University street, Chernivtsi, Ukraine, 58000

Assistant 

Department of Computer System and Network

References

  1. Лаврик, В. І. Моделювання і прогнозування стану довкілля [Текст] : підручник / В. І. Лаврик [та ін.] ; ред. В. І. Лаврик. – К. : ВЦ Академія, 2010. – 400 с.
  2. Тарнавский, Г. А. Современное состояние компьютерного моделирования в интернете: краткий обзор сайтов [Текст] / Г. А. Тарнавский, С. С. Чесноков, C. Б. Жибинов // Проблемы информатики. – Новосибирск, 2009. – №2. – С. 52-58.
  3. Бондаренко, М. Г. Вибір методу та засобу моделювання для оцінки забруднення ґрунту атмосферними викидами теплової електростанції [Текст] / Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. – Київ, 2009. – Вип. 17. – С. 67-73.
  4. Jia Sun, Community Ecology For Innovation Concept: The Case Of Cloud Computing / Jia Sun, Ping Wang // Thirty Third International Conference on Information Systems. - Orlando 2012.
  5. Антипин, Е. Г. Перспективы облачных вычислений [Текст] / Е. Г. Антипин, Д. С. Панченко // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – Луганськ, 2011. – №3 (157).
  6. Voorsluys, William "Introduction to Cloud Computing" / In R. Buyya, J. Broberg, A.Goscinski. // Cloud Computing: Principles and Paradigms. New York. 2011, USA: Wiley Press. pp. 1–44.
  7. Peng, Y., Cloud computing model based on MPI and OpenMP / Peng, Y., & Wang, F. // In Computer Engineering and Technology (ICCET), 2010 2nd International Conference on (Vol. 7, pp. V7-85). IEEE.
  8. Cкрипський, М. І., Застосування методів розсіювання Гауса та “хмарних” обчислень для моделювання розповсюдження домішок в атмосфері [текст] / М. І. Скрипський, Г. І. Воробець // Матеріали 3-ї міжнародної науково-практичної конференції ”фізико - технологічні проблеми радіотехнічних пристроїв, засобів телекомунікацій, нано- та мікроелектроніки”, 24-26 жовтня – Чернівці , Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, 2013. – с. 122
  9. Визуальное исследование результатов моделирования лесных экосистем [Електронний ресурс] // Андриенко Г., Андриенко Н. - Режим доступу: http://geoanalytics.net/and/papers/silvics07.pdf‎
  10. Taivalsaari, A. Objects in the cloud may be closer than they appear towards a taxonomy of web-based software / Taivalsaari, A., & Mikkonen, T. // In Web Systems Evolution (WSE), 2011 13th IEEE International Symposium on (pp. 59-64). IEEE.
  11. Lavryk, V. I. (2010) Simulation and prediction state of the environment [Modeliuvannia i prohnozuvannia stanu dovkillia: pidruchnyk]. VC Academy, 400.
  12. Tarnavskyi H.A., Chesnokov S.S., Zhybynov C.B. (2009). The current state of computer simulation on the Internet: a brief review sites [Sovremennoe sostoianye kompiuternoho modelyrovanyia v internete: kratkyi obzor saitov]. Problemy ynformatyky. Problems of Informatics, 2, 52-58.
  13. Bondarenko M.G. (2009). Choice of simulation method and a tool for evaluationof atmospheric pollution of soil thermal power plant emissions. [Vybir metodu ta zasobu modeliuvannia dlia otsinky zabrudnennia gruntu atmosfernymy vykydamy teplovoi elektrostantsii]. Zbirnyk naukovykh prats Instytutu heokhimii navkolyshnoho seredovyshcha, 17, 67-73.
  14. Sun, J., & Wang, P. (2012). Community Ecology for Innovation Concept: The Case of Cloud Computing. Thirty Third International Conference on Information Systems.
  15. Antypyn E.H., Panchenko D.S.(2011) Future of Cloud Computing [Perspektyvy oblachnykh vychyslenyi], Visnyk Skhidnoukrainskoho natsionalnoho universytetu imeni Volodymyra Dalia [East Ukrainian National University name in memory of Vladimir Dal], 3.
  16. Voorsluys, William; Broberg, James; Buyya, Rajkumar (February 2011). "Introduction to Cloud Computing". In R. Buyya, J. Broberg, A.Goscinski. Cloud Computing: Principles and Paradigms. New York, USA: Wiley Press, 1–44.
  17. Peng, Y., & Wang, F. (2010, April). Cloud computing model based on MPI and OpenMP. In Computer Engineering and Technology (ICCET), 2010 IEEE Second International Conference on Social Computing (SocialCom), 7, V7-85.
  18. Skrypskyj M.I., Vorobets G.I. (2013) Gaussian Plume Models And "CLOUD" Computing For Simulation The Movement Pollutants In The Atmosphere [Zastosuvannia metodiv rozsiiuvannia Hausa ta “khmarnykh” obchyslen dlia modeliuvannia rozpovsiudzhennia domishok v atmosferi] Materialy 3-i mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii ”fizyko-tekhnolohichni problemy radiotekhnichnykh prystroiv, zasobiv telekomunikatsii, nano- ta mikroelektroniky”, 24-26 october, Chernivtsi, Chernivetskyi natsionalnyi universytet imeni Yuriia Fedkovycha, 122
  19. Andriyenko, G., & Andriyenko, N. Vizualnoye Issledovaniye Rezultatov Modelirovaniya Lesnykh Ekosistem. http://geoanalytics.net/and/papers/silvics07.pdf.‎
  20. Taivalsaari, A., & Mikkonen, T. (2011, September). Objects in the cloud may be closer than they appear towards a taxonomy of web-based software. In Web Systems Evolution (WSE), 13th IEEE International Conference on BioInformatics and BioEngineering13th IEEE International Conference on BioInformatics and BioEngineering, 59-64.

Published

2013-12-28

How to Cite

Воробець, Г. І., & Скрипський, М. І. (2013). Gaussian plume models and "cloud" computing for 3d analysis of the state atmosphere. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(12(66), 18–21. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.19701

Issue

Section

Physical and technological problems of radio engineering devices, telecommunication, nano-and microelectronics