«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Тестирование и визуализация сходимости численных расчетов при моделировании технологических процессов сжижения природного газа

УДК: 681.518
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия

Ключевые слова: тестирование программного обеспечения, сжиженный природный газ (СПГ), производство СПГ, импортонезависимый программно-вычислительный комплекс, имитационное моделирование, численные методы, сходимость расчетов, теплообменное оборудование

Аннотация:

Изучается проблема обеспечения надежной работы алгоритмов, реализующих расчеты по математическим моделям на основе численных методов в широком диапазоне исходных данных. Задача решается на примере математической модели теплообменного аппарата для криогенного блока комплекса сжижения природного газа с помощью переборного тестирования и многомерной визуализации результатов расчета с целью повышения надежности расчетов. Для тестирования таких алгоритмов используются переборные тесты N-мерного и статистического типа. В процессе разработки алгоритмов может обнаружиться большой объем ошибок на исходной выборке, что существенно осложняет процесс отладки таких алгоритмов разработчиком. Предлагается для процесса отладки использовать многомерную визуализацию результатов расчета на основе эвристического визуального поиска связных множеств в пространстве исходных данных алгоритма. Графики многомерной визуализации позволяют сгруппировать значения исходных параметров для выявленных исходов расчета с ошибками. Выявленные с помощью предложенного способа исходные параметры позволяют расставить приоритеты в процессе отладки алгоритма и устранять ошибки в наиболее проблемных местах кода.

Список литературы:

1. Практические учебно-тренировочные задачи с применением компьютерного тренажера по управлению малотоннажным производством сжиженного природного газа: электрон. ресурс: учеб. пособие / Р.Л. Барашкин, С.В. Варнаков, А.Г. Гречко [и др.]. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2022. – 44 с.
2. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: учеб. для вузов. – 3-е изд. – М.: Энергия, 1975. – 488 с.
3. Çengel Y.A., Ghajar A.J. Heat and Mass Transfer: Fundamentals & Applications. – Fifth edition. – New York: McGraw-Hill Education, 2015. – 968 p.
4. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы: учеб. пособие. – 4-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2014. – 672 с.
5. Nocedal J., Wright S.J. Numerical optimization. – New York: Springer, 2006. – 664 p. – (Springer Series in Operations Research and Financial Engineering).
6. Майерс Г., Баджетт Т., Сандлер К. Искусство тестирования программ. – 3-е изд. – М.: Диалектика, 2012. – 272 с.
7. International Software Testing Qualifications Board. Standard Glossary of Terms Used in Software Testing. – 2016. – URL: https://glossary.istqb.org/en (дата обращения 16.01.2023).
8. Петунин С.В., Юрьев А.М. Управление и автоматизация разработки программного обеспечения для систем MES-уровня // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2012. – № 4. – С. 21–23.
9. Plotly Express – графическая библиотека с открытым исходным кодом для языка Python. – URL: https://plotly.com/python/splom/
10. Seaborn – программная библиотека по визуализации данных для языка Python. – URL: https://seaborn.pydata.org/
11. Pandas – программная библиотека языка Python для обработки и анализа данных. – URL: https://pandas.pydata.org/docs/reference/index.html