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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

蒋涛 陈振超 任金莲 李刚

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

蒋涛, 陈振超, 任金莲, 李刚
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  • 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.
      通信作者: 李刚, gli@yzu.edu.cn,rjl20081223@126.com
    • 基金项目: 国土资源部公益性项目(批准号:201411007-01)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-07
  • 修回日期:  2017-04-10
  • 刊出日期:  2017-07-05

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

    基金项目: 

    国土资源部公益性项目(批准号:201411007-01)资助的课题.

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.

English Abstract

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