基于MPI的铸造充型过程气液两相流动并行技术研究

发布时间：2023-09-29 03:31

　　铸造充型过程是铸造生产中的关键环节,对铸件的质量有着重要影响。铸造充型过程气液两相流动数值模拟研究的一个突出问题是计算速度慢,这主要是因为两相流模拟中既要计算液态金属网格,又要计算型腔中的空气网格,计算网格数多,计算量大。为此,本文研究了基于MPI(Message Passing Interface,消息传递接口)的铸件网格并行分区建模与实现,对铸造充型过程气液两相流动算法实现并行化,最终达到提高充型过程两相流动模拟计算速度的目的。首先,根据铸件网格分布特点建立了并行分区模型。提出了基于子域中铸件网格数的标准差来评判铸件网格区域划分是否均匀的标准,设计了基于动态规划法的铸件网格分区算法,建立了基于MPI并行技术的铸件网格并行分区模型,将铸件网格信息平均分配给计算子进程,是并行算法实现的模型基础。其次,将并行分区模型应用在铸造充型过程气液两相流算法中,设计并开发了气液两相流数值模拟的并行程序。研究了典型的铸造充型过程气液两相流的SOLALevel Set算法的数学模型和离散方法,分析了铸件网格分布的特点,制定了并行程序的通信策略,提出了映射数组法来降低子域间的通信开销,设计了依赖关系复杂...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 铸造充型过程数值模拟研究现状
    1.3 铸造充型界面追踪技术研究现状
    1.4 流动场并行技术研究现状
    1.5 本文研究目的及内容
2 基于MPI的并行分区模型
    2.1 前言
    2.2 铸件分区方法
    2.3 MPI并行编程技术
    2.4 基于MPI的并行分区模型的建立
    2.5 本章小结
3 铸造充型过程气液两相流动并行算法程序实现
    3.1 前言
    3.2 铸造充型过程气液两相流动理论模型
    3.3 基于MPI的气液两相流动并行程序设计
    3.4 基于MPI的气液两相流动并行程序实现
    3.5 本章小结
4 铸造充型过程气液两相流动并行计算结果及讨论
    4.1 前言
    4.2 气液两相流并行程序和串行程序的数值差异性分析
    4.3 气液两相流并行程序在铸件充型模拟中的加速效果分析
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：3849203