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文檔簡介
1、鋁電解技術(shù)的飛速發(fā)展不僅對鋁電解槽物理場的計算機仿真分析提出了更高的要求,而且對物理場仿真的高性能計算提出了更大的挑戰(zhàn)。本文以鋁電解槽磁場仿真計算為研究背景,針對當(dāng)前鋁電解槽磁場計算規(guī)模大,計算時間長這一問題,把并行計算技術(shù)結(jié)合有限元分析方法引入到磁場計算中,以提高磁場計算效率,節(jié)約鋁電解槽計算機輔助優(yōu)化設(shè)計時間,具有非常重要的研究意義。
本文從磁場理論研究入手,結(jié)合鋁電解槽實際情況,采用有限元方法對鋁電解槽磁場的麥克斯韋
2、方程組進行有限元分析。重點研究了三維靜磁場的雙標(biāo)量位法,并將其應(yīng)用到鋁電解槽磁場的有限元分析中,得到了鋁電解槽磁場的有限元方程組。同時,為了便于對磁場有限元方程組進行求解,引入了等參元分析方法。
針對鋁電解槽磁場有限元方程組的求解,研究分析了共軛梯度法,并結(jié)合有限元EBE(Element By Element)方法,對共軛梯度法中的主要計算式進行了EBE分析,得到了基于EBE的共軛梯度法。然后,為進一步提高方程組求解的收斂
3、速度,選擇了并行性好的Jacobi預(yù)處理技術(shù),并將其運用到基于EBE的共軛梯度法中。隨后,根據(jù)并行計算原理,確立了鋁電解槽磁場的并行計算環(huán)境。采用ANSYS軟件進行了鋁電解槽磁場建模和網(wǎng)格劃分的前處理過程,并利用APDL語言提取計算所需的各種數(shù)據(jù)信息。采用MPICH和C/C++語言,結(jié)合工具軟件ANSYS和MATLAB,編制了鋁電解槽磁場有限元并行計算程序。
最后,在分布式內(nèi)存并行計算平臺上對鋁電解槽磁場進行計算。結(jié)果表明
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