塞尔吉奥·佩拉尔塔;乔恩·科尔多瓦;塞利斯、塞萨尔;丹默·马扎 基于FEM的工具的并行区域分解，用于矿物浆状流的数值模拟。 （英语） 兹比尔1505.76060 国际期刊计算。流体动力学。 36，第4期，342-360（2022年）. 小结：本文描述了基于有限元方法（FEM）的类矿浆流数值模拟计算工具的主要并行化相关特征。特别是，详细讨论了区域分解方法（DDM）和所采用的过程通信策略。DD算法基于对子域之间接口施加的边界条件的迭代更新，即所谓的传输条件。由于它在多个并行体系结构中的通用性，这里使用的消息传递标准是消息传递接口（MPI）标准。由于矿浆流变性可能会根据主要的局部流动条件发生变化，因此本工作考虑了牛顿和非牛顿粘性流体。事实上，牛顿层流和非牛顿层流都是在矿浆输送中常见的两种著名的典型构形中进行数值研究的。主要结果表明，基于并行有限元的工具能够对矿浆流进行高保真的数值模拟。最后，在所有进行的数值模拟中，都获得了相对良好的加速比。 MSC公司： 76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用 76A05型 非牛顿流体 86A05型 水文学、水文学、海洋学 关键词：有限元法;区域分解;非牛顿粘性流体;矿浆运输;变速箱状况 软件：磁粉探伤 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.Peralta}等人，《国际计算杂志》。流体动力学。36，编号4，342--360（2022；Zbl 1505.76060） 全文： 内政部 参考文献： [1] Baha Abulnaga，体育（2002） [2] Amritkar，A。；Deb，S。；Tafti，D.，使用Openmp的高效并行CFD-DEM模拟，计算物理杂志，256，501-519（2014）·Zbl 1349.76165号 [3] 巴莱，S。；Abhyankar，S。；亚当斯，M。；Brown，J。；布鲁纳，P。；Buschelman，K。；达尔星。 [4] 塞利斯，C。；安东尼奥，A。；库萨诺，J。；Pillihuaman，A。；Maza，d.（2021年） [5] 查普拉，南卡罗来纳州。；Canale，R.P.，《工程师数值方法》，1221（2011），纽约：麦克劳·希尔 [6] 陈，R。；Wu，Y。；严，Z。；Zhao，Y。；Cai，X.C.，高雷诺数下三维非定常不可压缩流动的并行区域分解方法，科学计算杂志，58，2，275-289（2014）·Zbl 1298.76057号 [7] Chhabra，R.P.，2010年。“非牛顿流体：导论”，《复杂流体流变学》，J.Murali Krishnan、A.P.Deshpande和P.B.Sunil Kumar编辑，3-34。纽约州纽约市：斯普林格·Zbl 1298.76014号 [8] Chhabra，R。；苏亚雷斯，A。；Ferreira，J.，《通过圆柱的稳态非牛顿流：数值研究》，机械学报，172，1-2，1-16（2004）·Zbl 1065.76013号 [9] Dryja，M。；O.Widlund（1987） [10] 埃赫尔，J。；Burrage，K。；Pohl，B.，重新启动通货紧缩条件下的GMRES，计算与应用数学杂志，69，2，303-318（1996）·Zbl 0854.65025号 [11] Farhat，C.，一种简单高效的自动有限域分解器，计算机与结构，28，5，579-602（1988） [12] Ferziger，J.H。；佩里奇，M。；Street，R.L.，流体动力学计算方法，3（2002），Springer·Zbl 0998.76001号 [13] Gresho，P.M。；Sani，R.L.，《不可压缩流动与有限元法》。第1卷：平流扩散和等温层流（1998），纽约州纽约市：纽约州纽约州约翰威利父子公司·Zbl 0941.76002号 [14] 格罗普，W。；格罗普，W.D。；Lusk，E。；Skjellum，A。；Lusk，A.D.F.E.，《使用MPI：具有消息传递接口的可移植并行编程》，1（1999），麻省理工学院出版社 [15] Houzeaux，G。；博雷尔，R。；卡哈斯，J。；Vázquez，M.，非匹配网格上Pdes隐式耦合的并行稀疏矩阵向量积（SpMV）扩展，计算机与流体，173，216-225（2018）·Zbl 1410.65134号 [16] Houzeaux，G。；卡哈斯，J。；Discacciati，M。；Eguzkitza，B。；加加洛·佩罗，A。；里韦罗，M。；Vázquez，M.，用于领域组成目的的领域分解方法：Chimera，Overset，胶合和滑动网格方法，工程计算方法档案，24，4，1033-1070（2017）·Zbl 1437.65220号 [17] Houzeaux，G。；Codina，R.，《流动问题有限元区域分解方法中带约束的传输条件》，《工程中数值方法的通信》，17，3，179-190（2001）·Zbl 1033.76024号 [18] Houzeaux，G。；Codina，R.，基于Dirichlet/Neumann（Robin）耦合的Navier-Stokes方程的Chimera方法，应用力学和工程中的计算机方法，192，31-32，3343-3377（2003）·Zbl 1054.76049号 [19] 雅各布·F。；Ted，B.，有限元第一课程（2007年），Wiley·Zbl 1135.74001号 [20] Japhet，C.等人。；科恩，M。；Roberts，J.E.，混合公式中平流扩散问题的时空域分解，模拟中的数学和计算机，137，366-389（2017）·Zbl 07313831号 [21] Jouybari，N.F。；Engberg，B。；Persson，J.，通道内纸浆湍流的大涡模拟，非牛顿流体力学杂志，285（2020） [22] 卡尼亚达基斯，G。；Karniadakis，G.E。；Kirby，R.M.，II：C++和MPI中的并行科学计算：并行算法及其实现的无缝方法，1（2003），剑桥大学出版社·Zbl 1027.68023号 [23] Karypis，G。；Schloegel，K。；Kumar，V.（1997） [24] Lavrov，A.，水力压裂应用中平行壁间截断低功率流体的流动，非牛顿流体力学杂志，223141-146（2015） [25] Martin，V.，线性粘性赤道浅水方程的Schwarz波形松弛算法，SIAM科学计算杂志，31，5，3595-3625（2009）·Zbl 1391.65166号 [26] Michaelides，E。；克罗，C.T。；Schwarzkopf，J.D.，《多相流手册》（2016），CRC出版社 [27] Peralta，S.、Cordova，J.、Celis，C.和Maza，D..2020a。“基于Fem的面向对象编程工具的开发，用于矿浆运输的数值模拟”，国际计算科学会议，163-177。计算机科学讲义，12143卷。查姆：斯普林格。 [28] Peralta，S.、Córdova，J.、Celis，C.和Maza，D..2020b。“使用基于有限元方法的工具对3D盖驱动腔中的矿浆状流动进行数值模拟”，摘自《ASME 2020国际机械工程大会和展览会论文集》。10卷：流体工程。虚拟，在线。2020年11月16日至19日。V010T10A023.ASME标准。 [29] 普里查德·P·J。；Mitchell，J.W.，Fox和McDonald的《流体力学导论》（2016），John Wiley&Sons [30] Raju，M.P.和Khaitan，S.，《基于区域分解的高性能并行计算》，arXiv预印本arXiv:0911.0910。 [31] Reddy，J.N。；Gartling，D.K.，《传热与流体动力学中的有限元方法》（2010），CRC出版社·Zbl 1257.80001号 [32] Saad，Y.，《稀疏线性系统的迭代方法》（2003），SIAM·Zbl 1002.65042号 [33] 萨阿德，Y。；Schultz，M.H.，GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法，SIAM科学与统计计算杂志，7，3，856-869（1986）·Zbl 0599.65018号 [34] Shiu，W.S。；黄，F.-N。；Cai，X.C.，三维稳态非牛顿流体有限元近似的并行区域分解方法，流体数值方法国际期刊，78，8，502-520（2015） [35] Tang，H。；海恩斯，R。；Houzeaux，G.，《流体流动模拟的区域分解方法综述：概念、算法和应用》，《工程计算方法档案》，28，3，841-873（2021） [36] 香港Versteeg。；Malalasekera，W.，《计算流体动力学导论：有限体积法》（2007），培生教育 [37] Wang，C.-H。；Ho，J.-R.，血流中非牛顿效应的格子Boltzmann方法，计算机与数学及其应用，62，1，75-86（2011）·Zbl 1228.76206号 [38] Wu，D。；Chen，W。；Glowinski，D。；Wheeler，C.，《使用耦合离散元法和平滑粒子流体动力学模拟矿物泥浆》，粉末技术，364553-561（2020） [39] 吴杰。；Graham，L。；王，S。；Parthasarathy，R.，《节能泥浆储存和运输》，矿物工程，23，9，705-712（2010） [40] 徐，G。；卢克巴赫，K.D。；拉加布，S。；徐，J。；丁欣，《计算流体动力学在采矿工程中的应用：综述》，《国际采矿、复垦与环境杂志》，31，4，251-275（2017） 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。