Inventory number IRN Number of state registration
0321РК00678 AP08857306-KC-21 0120РК00516
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 5
International publications: 3 Publications Web of science: 3 Publications Scopus: 3
Patents Amount of funding Code of the program
0 14200000 AP08857306
Name of work
Разработка эффективных параллельных вычислительных алгоритмов для математического моделирования движения воздуха в носовой полости на высокопроизводительных вычислительных системах.
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Исахов Асылбек Абдиашимович
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
АО «Казахстанско-Британский технический университет»
Abbreviated name of the service recipient АО "КБТУ"
Abstract

Объектом исследования является создание эффективных параллельных численных алгоритмов для решения ресурсоемких задач биомедицины на высокопроизводительных вычислительных системах с распределенной и разделяемой памятью, оптимизированных под архитектурную особенность современных многоядерных и многопроцессорных кластерных систем.

Зерттеу нысаны - қазіргі заманғы көп ядролы және көп процессорлы кластерлік жүйелердің архитектуралық ерекшелігіне оңтайландырылған, үлестілірген және бөлінетін жады бар жоғары өнімді есептеу жүйелерінде биомедицинаның ресурс сыйымды есептерін шешу үшін тиімді параллельді сандық алгоритмдерді құру болып табылады.

Цель Проекта – разработка эффективных параллельных вычислительных алгоритмов для математического моделирования движения воздуха в носовой полости на высокопроизводительных вычислительных системах. Прогнозное моделирование и определение влияния при различных температурных и влажностных режимов на характер течения в сложной анатомии человеческой носовой полости для индивидуальных пациентов и формирование рекомендаций медицинским работникам предоперационном процедурном планировании.

Жоба мақсаты – жоғары өнімді есептеу жүйелерінде мұрын қуысында ауа қозғалысын математикалық модельдеу үшін тиімді параллельді есептеу алгоритмдерін жасау. Жеке пациенттер үшін адам мұрын қуысының күрделі анатомиясында болжамдық модельдеу және ағымының сипатына әртүрлі температуралық және ылғалдық режимдердің әсерін анықтау және ота алдындағы емшара жоспарларында медицина қызметкерлеріне ұсыныстар қалыптастыру.

Метод или методология проведения работы: построение математических моделей, численная реализация математических моделей, вычислительный эксперимент.

Жұмыс әдісі немесе әдістемесі: математикалық модельдерді құру, математикалық модельдерді сандық жүзеге асыру, есептеу эксперименті.

Результаты работы и их новизна: разработаны и реализованы эффективные параллельные алгоритмы для решения ресурсоемких задач биомедицины. Проведены параллельные вычислительные эксперименты для различных структур носовой полости и различных форм дыхания при нарушении вегетативных функций дыхания для анатомического различия между носовыми каналами в значительной степени изменяющий характер воздушного потока. Также исследованы влияния различных температурных режимов воздуха на верхние дыхательные пути для изучения процесса нагревания воздуха кровяными сосудами для различных патологических изменений носовой пазухи. Проведены вычислительные эксперименты влияния сухого и влажного воздуха на эпителий дыхательных путей для разных полостей носа и определение оптимальной формы для хирургического восстановления нормальной функции анатомии и физиологии носовой полости. Разработаны и реализованы эффективные параллельные численные алгоритмы посредством использования технологии MPI для систем с распределенной памятью и технологии OpenMP для систем с общей памятью при исследовании давления на стенках носовой полости при вазомоторном рините и синусите приводящих к разрыву тканей носовой полости.

биомедицинадағы ресурстарды көп қажет ететін мәселелерді шешу үшін тиімді параллельді алгоритмдер әзірленді және енгізілді. Ауа ағынының сипатын айтарлықтай өзгертетін мұрын каналдары арасындағы анатомиялық айырмашылық үшін тыныс алудың вегетативті функциялары бұзылған мұрын қуысының әртүрлі құрылымдары мен тыныс алудың әртүрлі формалары үшін параллельді есептеу эксперименттері жүргізілді. Ауаның әртүрлі температуралық режимдерінің жоғарғы тыныс жолдарына әсері сонымен қатар мұрын қуысындағы әртүрлі патологиялық өзгерістерге қан тамырларының ауаны жылыту процесін зерттеу үшін зерттелді. Әртүрлі мұрын қуыстары үшін құрғақ және ылғалды ауаның тыныс алу жолдарының эпителийіне әсері және мұрын қуысының анатомиясы мен физиологиясының қалыпты қызметін хирургиялық жолмен қалпына келтіру үшін оңтайлы пішінді анықтау бойынша есептеу тәжірибелері жүргізілді. Вазомоторлы ринит пен мұрын тіндерінің жарылуына әкелетін синусит кезінде мұрын қуысының қабырғаларына қысымды зерттеуде бөлінген жады жүйелері үшін MPI технологиясын және ортақ жады жүйелері үшін OpenMP технологиясын қолдану арқылы тиімді параллельді сандық алгоритмдер әзірленді және енгізілді. қуыс.

Моделирование движения воздуха в носовой полости отдельных пациентов для практикующих врачей в области ринопластики дает более экономичный метод исследования, чем экспериментальный подход, который преобладал в прежние годы. Он заменяется более рациональным подходом с использованием математических моделей, а также объединением различных направлений исследований в области хирургической ринопластики. Кроме того, применение результатов данного проекта увеличить успешность хирургических вмешательств при различных условиях дыхания до и после операции для отдельных пациентов.

Ринопластика саласындағы практиктерге жеке пациенттердің ол математикалық модельдерді қолдана отырып, неғұрлым ұтымды тәсілмен, сонымен қатар хирургиялық ринопластика саласындағы әртүрлі зерттеу бағыттарын біріктірумен алмастырады. Сонымен қатар, жеке науқастар үшін операциядан кейін және одан кейінгі әр түрлі тыныс алу жағдайларында хирургиялық араласудың сәттілігін арттыру үшін осы жобаның нәтижелерін қолдану.

научно-исследовательские институты, высшие учебные заведения, национальные холдинги, медицинские учреждения и больницы.

ғылыми-зерттеу институттары, жоғары оқу орындары, ұлттық холдингтер, медициналық мекемелер мен ауруханалар.

UDC indices
519.63;532.5;519.684
International classifier codes
27.35.14; 27.35.21; 27.35.45; 30.17.23; 27.00.00;
Key words in Russian
Высокопроизводительные системы; параллельные вычисления; распределенные вычисления; декомпозиция области; математическое моделирование биомедицинских процессов; уравнение Навье-Стокса; распространение частиц; ринопластика;
Key words in Kazakh
Жоғары өнімді жүйелер; параллельді есептеулер; үлестірілген есептеулер; аумақ декомпозициясы; биомедициналық процестерді математикалық моделдеу; Навье-Стокс теңдеуі; бөлшектердің таралуы; ринопластика;
Head of the organization Габдуллин Маратбек Тулепбергенович Phd / Профессор
Head of work Исахов Асылбек Абдиашимович Доктор PhD / Ассоциированный профессор (доцент)