Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Efficient simulations of large-scale convective heat transfer problems

Goik Damian, Banaś Krzysztof, Bielański Jan, Chłoń Kazimierz

Computer Science

|

2021

|

T. 22 (4)

517--538

EN

We describe an approach for efficient solution of large-scale convective heat transfer problems that are formulated as coupled unsteady heat conduction and incompressible fluid-flow equations. The original problem is discretized over time using classical implicit methods, while stabilized finite elements are used for space discretization. The algorithm employed for the discretization of the fluid-flow problem uses Picard’s iterations to solve the arising nonlinear equations. Both problems (the heat transfer and Navier–Stokes equations) give rise to large sparse systems of linear equations. The systems are solved by using an iterative GMRES solver with suitable preconditioning. For the incompressible flow equations, we employ a special preconditioner that is based on an algebraic multigrid (AMG) technique. This paper presents algorithmic and implementation details of the solution procedure, which is suitably tuned – especially for ill-conditioned systems that arise from discretizations of incompressible Navier–Stokes equations. We describe a parallel implementation of the solver using MPI and elements from the PETSC library. The scalability of the solver is favorably compared with other methods, such as direct solvers and the standard GMRES method with ILU preconditioning.

2

Modelowanie procesu spawania z wykorzystaniem programu adaptacyjnej metody elementów skończonych ModFEM

Siwek A., Banaś K., Rońda J., Chłoń K., Cybułka P., Michalik K., Płaszewski P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 4

248--253

PL

W pracy modelowano proces spawania TIG wykorzystując gaussowskie źródło ciepła. Obliczenia przeprowadzono wykorzystując własne oprogramowanie Mod_FEM_met, będące usługą infrastruktury PL-Grid+, przeznaczone między innymi do modelowania procesu spawania za pomocą metody elementów skończonych. Program posiada strukturę modularną, w której wykorzystano moduły do rozwiązywania równań Naviera-Stokesa i transportu ciepła wraz z nadrzędnym modułem sprzęgającym użytym do modelowania spawania. Aby zwiększyć szybkość i dokładność obliczeń, w miejscach o dużym błędzie aproksymacji wykorzystano adaptacyjną siatkę. Obliczenia wykonano dla płytki wykonanej ze stali HS6-5-2. W obliczeniach uwzględniono zależność własności stali HS6-5-2 od temperatury oraz zjawiska termiczne na brzegach i wewnątrz obszaru jeziorka spawalniczego. Wynikiem obliczeń są wymiary i kształt jeziorka spawalniczego, pola prędkości i temperatury. Wyniki obliczeń wskazują, że parametrem optymalizującym dopasowanie wyników obliczeń do danych eksperymentalnych może być sprawność źródła ciepła.

EN

The study presents modeling of the TIG welding process using a Gaussian heat source. The calculations were performed using our in-house software Mod_FEM_met, designed for modeling, among others, welding processes using finite element method and employed as a service of PL-Grid+ infrastructure. The program has a modular structure, with the modules for solving the Navier-Stokes and heat transport equations together with a coupling super-module used in welding simulations. To increase computing speed and accuracy in areas with large error of approximation, adaptive meshes were used. Calculations were performed for plate made of HS6-5-2 steel. In the calculations the temperature dependent properties of HS6-5-2 steel, as well as thermal phenomena at the edges and inside the weld pool were taken into consideration. The results of the calculations include the dimensions and shape of the weld pool, as well the velocity and temperature fields. The results indicate how the efficiency of heat source can be used as a parameter to optimize the fitting of calculations to the experimental data.

3

Modeling of Inconel 625 TIG welding process

Siwek A., Rońda J., Banaś K., Cybulka P., Michalik K., Płaszewski P.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 1

181--187

EN

Inconel 625 alloy is widely used in the aerospace industry because of its high strength, especially at high temperatures, corrosion resistance and excellent weldability. The study presents modeling of the TIG welding process using a Gaussian heat source. The calculations were performed using our in-house software Mod_FEM_met, designed for modeling, among others, welding processes using finite element method and employed as a service of PL-Grid+ infrastructure. The program has a modular structure, with the modules for solving the Navier-Stokes and heat transport equations together with a coupling super-module used in welding simulations. To increase computing speed and accuracy in areas with large error of approximation, adaptive meshes were used. Calculations were performed for plate made of Inconel 625. In the calculations the temperature dependent properties of Inconel 625 alloy, as well as thermal phenomena at the edges and inside the weld pool were taken into consideration. The results of the calculations include the dimensions and shape of the weld pool, as well the velocity and temperature fields. The results indicate how the efficiency of heat source can be used as a parameter to optimize the fitting of calculations to the experimental data.

PL

Stop typu Inconel 625 jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym i kosmicznym ze względu na swoją wysoką wytrzymałość szczególnie w wysokich temperaturach, odporność na korozję i doskonałą spawalność. W pracy modelowano proces spawania TIG wykorzystując gaussowskie źródło ciepła. Obliczenia przeprowadzono wykorzystując własne oprogramowanie Mod_FEM_met, będące usługą infrastruktury PLGrid+, przeznaczone między innymi do modelowania procesu spawania za pomocą metody elementów skończonych. Program posiada strukturę modularną, w której wykorzystano moduły do rozwiązywania równań Naviera-Stokesa i transportu ciepła wraz z nadrzędnym modułem sprzęgającym użytym do modelowania spawania. Aby zwiększyć szybkość i dokładność obliczeń, w miejscach o dużym błędzie aproksymacji wykorzystano adaptacyjną siatkę. Obliczenia wykonano dla płytki wykonanej ze stopu Inconel 625. W obliczeniach uwzględniono zależność własności stopu Inconel 625 od temperatury oraz zjawiska termiczne na brzegach i wewnątrz obszaru jeziorka spawalniczego. Wynikiem obliczeń są wymiary i kształt jeziorka spawalniczego, pola prędkości i temperatury. Wyniki obliczeń wskazują, że parametrem optymalizującym dopasowanie wyników obliczeń do danych eksperymentalnych może być sprawność źródła ciepła.