基于修正并行光滑粒子动力学方法三维变系数瞬态热传导问题的模拟
本文关键词:基于修正并行光滑粒子动力学方法三维变系数瞬态热传导问题的模拟 出处:《物理学报》2017年13期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:为了解决传统光滑粒子动力学(SPH)方法求解三维变系数瞬态热传导方程时出现的精度低、稳定性差和计算效率低的问题,本文首先基于Taylor展开思想拓展一阶对称SPH方法到三维热传导问题的模拟,其次引入稳定化处理的迎风思想,最后基于相邻粒子标记和MPI并行技术,结合边界处理方法得到一种能够准确、高效地求解三维变系数瞬态热传导问题的修正并行SPH方法.通过对带有Direclet和Newmann边界条件的常/变系数三维热传导方程进行模拟,并与解析解进行对比,对提出的方法的精度、收敛性及计算效率进行了分析;随后,运用提出的修正并行SPH方法对三维功能梯度材料中温度变化进行了模拟预测,并与其他数值结果做对比,准确地展现了功能梯度材料中温度变化过程.
[Abstract]:In order to solve the traditional smoothed particle hydrodynamics (SPH) method for solving transient heat conduction equation for three-dimensional variable coefficient of low precision, poor stability and low computational efficiency, this paper based on the idea of developing a Taylor symmetric SPH method to simulate the three-dimensional heat conduction problem, followed by the introduction of stabilizing upwind idea, finally based on neighboring particle labeling and MPI parallel technology, combined with the boundary processing method to obtain a SPH method can accurately and efficiently solve the 3D parallel correction of variable coefficient of transient heat conduction problems. By simulating / three-dimensional heat conduction equation of variable coefficient with Direclet and Newmann boundary conditions, and compared with the analytical solution, the proposed the method of precision, convergence and computational efficiency are analyzed; then, using the proposed modified parallel SPH method on temperature change in three dimensional functionally gradient materials The simulation prediction is performed and compared with other numerical results, the temperature change process in the functionally graded material is accurately displayed.
【作者单位】: 扬州大学数学科学学院;
【基金】:国土资源部公益性项目(批准号:201411007-01)资助的课题~~
【分类号】:O551.3
【正文快照】: 1引言三维变系数瞬态传热问题常见于均匀或非均匀材料[1,2]的加工生产过程中,其研究涉及复杂的结构性状、温度条件及变化的热传导率,导致温度场的时间演化过程难以用解析手段精确地得到[2-5].目前用于解决该问题的基于网格的数值方法有有限元法[6]和有限差分法[7]等,然而在求
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,本文编号:1419212
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