Discrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational Science2658-46702658-7149Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)8347ArticlesСтатьиResearch ArticleNumerical Algorithm for Simulation of Thermal Processes in Four Layer Cylindrical ObjectАлгоритм численного моделирования тепловых процессов в четырехслойном цилиндрическом объектеAyriyanA SАйриянАлександр СержиковичLaboratory of Information TechnologiesЛаборатория информационных технологийayriyan@jinr.ruPribiˇsJПрибишЯнjan.pribis@tuke.skJoint Institute for Nuclear ResearchОбъединённый институт ядерных исследованийTechnical University in KoˇsiceТехнический университет Кошице150220142NO2 (2014)№2 (2014)677108092016Copyright ©; 2014, Айриян А.С., Прибиш Я.2014Айриян А.С., Прибиш Я.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/miph/article/view/8347In the paper the algorithm is proposed for the numerical simulation of the thermal conductivity for the design and optimization of cryogenic cells pulsed (in the millisecond range) feeding the working gases into the electron-stringed source of multiply charged ions. Heating process comes when the electric current passed through one of the layer. A model of the cryogenic cell with four layers (materials) is investigated. The heat transfer into the object is described by the system of heat equations with temperature dependent discontinuous thermal coefficients. The discontinuous thermal coefficients are given by experimental data and approximated by the least-squares method using the polynomial analytical functions. Conjugation condition between materials is considered to be ideal. The results are reported for a common configuration of the cell. The parallel algorithm for modeling thermal processes into four layer model was developed and speedup of the algorithm in depending on number of CPUs is shown.В работе предложен алгоритм для моделирования процесса теплопроводности для проектирования и оптимизации криогенной ячейки, импульсно подающей рабочие газы (в миллисекундном диапазоне) в электронно-струнный источник высокозарядных ионов. Рассмотрена модель криогенной ячейки с четырьмя слоями (материалами). Тепловые процессы в исследуемом объекте возникают при пропускании электрического тока через один из проводящих слоев. Тепловые процессы описываются уравнением теплопроводности с зависящими от температуры разрывными теплофизическими коэффициентами. Коэффициенты материалов при криогенных температурах даны таблично и аппроксимированы аналитическими функциями. Условия сопряжения сред считаются идеальными. В результатах представлен расчет температурного поля для определенной конфигурации ячейки. Для ускорения расчетов разработан параллельный алгоритм, приведено ускорение алгоритма в зависимости от числа процессоров.heat transferexplicit finite difference schemenon-uniform gridparallel algorithmdiscontinuous thermal coefficientsтеплопередачаявная разностная схеманеравномерная сеткапараллельный алгоритмразрывные термические коэффициенты1.Электронно-струнные источники многозарядных ионов с линейной и трубчатой геометрией струны / Д.Е. Донец, Е.Д. Донец, Е.Е. Донец и др. // Прикладная физика. - 2010. - № 3. - С. 34-42.2.Numerical Simulation of Heat Conductivity in Composite Object with Cylindrical Symmetry / A. Ayriyan, E. Ayryan, E. Donets, J. Pribiˇs // Lecture Notes in Computer Science. - 2012. - Vol. 7125. - Pp. 264-269.3.Айриян А. С., Прибиш Я. Моделирование процесса теплопроводности в составном образце с цилиндрической симметрией // Математическое моделирование. - 2012. - Т. 24, № 12. - С. 113-118.4.Samarskii A. A., Vabishchevich P. N. Computational Heat Transfer. - Chichester, England: John Wiley & Sons Ltd., 1995. - Vol. 1, Mathematical Modelling.5.National Institute Of Standards And Technology. - http://www.nist.com/.6.Ayriyan A. Model with One Spatial Variable for Design of a Technical Device // Bulletin of PFUR. Series “Mathematics. Information Sciences. Physics”. - 2013. - No 2. - Pp. 89-93.7.Samarskii A. A. The Theory of Difference Schemes. - New York: Marcel Dekker Inc., 2001.