Вычислительная схема решения задачи теплопроводности в многослойной цилиндрической области

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе предложена вычислительная схема решения задачи теплопроводности с периодической функцией источника в многослойной цилиндрической области. Область имеет нетривиальную геометрию и теплофизические коэффициенты являются нелинейными функциями, зависящими от температуры, и имеют разрывы первого рода на границах слоёв. Вычислительная схема основана на алгоритме решения разностной задачи с явно-неявной пространственно-временной аппроксимацией. Обсуждается реализация алгоритма на языке OpenCL для проведения расчётов на ГПУ, дано сравнение с вычислениями, выполненными на ЦПУ. Показано, что схема может быть успешно применена для моделирования тепловых процессов в импульсной криогенной камере, предназначенной для импульсной подачи рабочих газов в рабочую область ионного источника в миллисекундном диапазоне. Результаты приведены для моделирования конкретной структуры криогенной камеры, которая удовлетворяет требованиям для его практической реализации.

Об авторах

Александр Сержикович Айриян

Объединённый институт ядерных исследований

Email: ayriyan@jinr.ru
Лаборатория информационных технологий

Ян J Буша мл

Технический университет г. Кошице

Email: jan.busa.2@tuke.sk
Кафедра математики и теоретической информатики

Евгений Евгеньевич Донец

Объединённый институт ядерных исследований

Email: edonets@jinr.ru
Лаборатория физики высоких энергий

Овик Григорян

Объединённый институт ядерных исследований

Email: hovik.grigorian@gmail.com
Лаборатория информационных технологий; Кафедра теоретической физики Ереванский государственный университет ул. Алека Манукяна 1, Ереван, Армения, 0025

Ян Прибиш

Технический университет г. Кошице

Email: jan.pribis@tuke.sk
Кафедра математики и теоретической информатики

Список литературы

  2. Айриян А.С., Прибиш Я. Моделирование процесса теплопроводности в составном образце с цилиндрической симметрией // Математическое моделирование. - 2012. - Т. 24, № 12. - С. 113-118.
  3. Ayriyan A. et al. Numerical Simulation of Heat Conductivity in Composite Object with Cylindrical Symmetry // Lecture Notes in Computer Science. - 2012. - Vol. 7125. - Pp. 264-269.
  4. Donets D.E. et al. Physics Research and Technology Developments of Electron String Ion Sources // Review of Scientific Instruments. - 2012. - Vol. 83, No 2. - Art 02A512.
  5. Samarskii A.A., Vabishchevich P. N. Computational Heat Transfer. - Chichester, England: John Wiley & Sons Ltd., 1995. - Vol. 1.
  6. Samarskii A.A. The Theory of Difference Schemes. - New York, USA: Marcel Dekker Inc., 2001.
  7. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. - Новосибирск: Наука, 1967.
  8. Press W.H. et al. Numerical Recipes. - 3rd edition. - New York, USA: Cambridge University Press, 2007. - Vol. 1.
  9. National Institute of Standards and Technology. - http://www.nist.com.

© Айриян А.С., Буша мл Я.J., Донец Е.Е., Григорян О., Прибиш Я., 2015

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах