%38تخفیف

شبیه‌سازیسه‌بعدی حرکت ذرات جامد در سیال با استفاده از روش شبکه بولتزمن و محاسبات کارت گرافیک

Name: شبیهسازیسهبعدی حرکت ذرات جامد در سیال با استفاده از روش شبکه بولتزمن و محاسبات کارت گرافیک
SKU: 26791
Price: 230000 IRR
Availability: InStock

تعداد 101 صفحه درword

بخش مهندسي مکانيک

کارشناسي ارشد رشته مهندسي مکانيک گرايش تبدیل انرژی

شبیه‌سازیسه‌بعدی حرکت ذرات جامد در سیال با استفاده از روش شبکه بولتزمن و محاسبات کارت گرافیک

چکیده

بررسی برهم‌کنش میان ذرات جامد و سیال به‌عنوانمقدمه‌ای بر شبیه‌سازی بسیاری از مسائل مهندسی مانند بسترهای سیالی،تهنشینی ذرات و جوهر کاتالیستدرسلول‌های سوختی موردبررسیقرارگرفتهاست. ازاین‌رو در این پژوهششبیه‌سازی حرکت ذراتجامد در جریان سیال موردبررسیقرارگرفتو از ترکیب روششبکهبولتزمنو روش نمایه همواربرایبررسیحرکت ذرات جامد در جریان سیالاستفاده‌شده است. به دلیل اینکه محاسبات این روشها کاملاً محلی بوده و قابلیت پردازش موازی را دارا می‌باشند،ازکارت گرافیک برای انجام محاسبات استفاده شد. نتایج حاکی از این بود که بکار گیری کارت گرافیک برای انجام محاسبات، میتواند زمان محاسبات را بسته به نوع مسئلهتا 80 برابر کاهش دهد که ازلحاظ فنی باعث می‌شود، بسیاری از مسائل مهندسی که تاکنون به دلیل زمان‌بر بودن بررسی نشدهاند موردبررسی قرار گیرند.ازاین‌روترکیب دو روش شبکه بولتزمن و نمایه هموار، به دلیل اینکه پیچیدگیهای روشهای قبلی برای شبیه‌سازی ذرات جامد در سیال را نداشته و قابلیت پردازش موازی را نیز دارا می‌باشند، مدل مناسبی برای شبیه‌سازی حرکت ذرات جامد در سیال می‌باشد.

کلمات کلیدی:روش شبکه بولتزمن، روش نمایه هموار، پردازش موازی، اندرکنش سیال و جامد

دسته: فنی و مهندسی, مکانیک مهندسی برچسب: اندرکنش سیال و جامد, پردازش موازی, روش نمایه هموار, کلمات کلیدی:روش شبکه بولتزمن

توضیحات
نظرات (0)

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

فصلاول.. 1

مقدمه.. 1

1-1 مقدمه.. 2

1- 2 مروريبرکارهايانجام‌شده.. 2

1-3 اهدافرساله.. 6

فصلدوم.. 8

روششبکهبولتزمن.. 8

2- 1 مقدمه.. 9

2- 2 روشهايمختلفبرايمدلکردنمسائلمکانيکسيالات.. 9

2-2-1 روشهایماکروسکپی.. 9

2-2-2 روشهایمیکروسکوپی.. 10

2-2-3 روشمزوسکوپی.. 11

2-3 منشاروششبکهبولتزمن.. 12

2-3-1 روششبکهگاز.. 12

2-3-2 روششبکهبولتزمن.. 13

2- 4 توابعتوزيعسرعت.. 13

2- 5 معادلهبولتزمن.. 13

2- 6 روششبکهبولتزمن.. 14

2-7 محاسبهخواصماکروسکوپی.. 16

2- 8 تابعتوزيعتعادلي.. 16

2-9 شرايطمرزيدرروششبکهبولتزمن.. 17

2-9-1 شرطمرزيتناوبي.. 17

2-9-2 شرطمرزيعدملغزش.. 18

2- 10 اندرکنشهايذراتباهمدرفواصلبسيارنزديک.. 21

2-11 تبديلواحدهايشبکهبولتزمنبهواحدهاي…. 22

فصلسوم.. 24

روشنمایههموار.. 24

3- 1 مقدمه.. 25

3-2 روشنمايههموار.. 25

فصلچهارم.. 32

پردازشموازی.. 32

4-1 مقدمه.. 33

4- 2 پردازشموازیتوسطکارتگرافیک.. 35

4- 3 ساختارکارتگرافیک.. 37

4-3-1 معماریکارتگرافیک.. 37

4-3-2 رشتهپردازشی.. 37

4-3-3 بلوک.. 37

4-3-4 شبکه.. 38

4-4 سازماندهیرشتههایپردازشیدرکودا.. 39

4- 5 مقدمهایبربرنامهنویسیکودا.. 40

4- 5-1 تعریفوفراخوانیکرنلها.. 40

4-5-2 فراخوانیکرنل.. 41

4-5-3 انتقالاطلاعات.. 41

4-5-3-1 دستورcudaMalloc. 42

4-5-3-2 دستورcudaMemcpy………………………………………………………………………..43

4-5-3-3 دستور cudaFree. 43

4- 6 موازیسازی.. 44

4-6-1 تقسیم‌بندیبلوکها.. 45

4-7 اگوریتمبرنامهنویسیباکارتگرافیک.. 46

فصلپنجم.. 47

الگوریتمحلعددی.. 47

5-1 الگوریتمموازیسازیروششبکهبولتزمن.. 48

5-2الگوریتمعددیحل.. 50

فصلششم.. 53

ارائهوتحلیلنتایج.. 53

6-1 مقدمه.. 54

6-2 جریانسیالدرونکانال.. 54

6-2-1 دامنهمحاسباتیوشرایطمرزی.. 54

6-3 جريانبرشي.. 57

6-3-1 ایجادجريانبرشيدريکسيالخالصازلحظهراهاندازيتارسيدنبهحالتدائم 57

6-3-2 يکذرهدرجريانبرشي.. 57

6-3-3دوذرهدرجريانبرشي.. 59

6-4 تهنشینیيک،دووچندينذرهکرویجامددريکسيالنيوتنيدرجريانسه‌بعدي 61

6-4 -1 تهنشينييکذرهکرویدرونيکمحفظهمکعبمستطیلیدرجريانسهبعدي 61

6-4-2 تهنشينيدوذرهکرویدرونمحفظهمکعبمستطیلیشکلدرجريانسهبعدی 65

6-4-3 تهنشينيچندینذرهکرویدرونيکمحفظهمکعبمستطيلي.. 68

فصلهفتم.. 71

7-1 نتیجهگیری.. 72

7-2 پیشنهاداتبرایمطالعاتبعدی.. 73

فصلهشتم.. 74

منابعومراجع.. 74

فهرست شکلها

عنوان

صفحه

شکل(2-1): نماییازسیالدردیدگاهماکروسکوپی.. 10

شکل(2-2): نماییازسیالدردیدگاهمیکروسکوپی.. 11

شکل(2-3): نماییازسیالدردیدگاهمزوسکوپی.. 12

شکل(2-4): مدلسهبعدينوزدهسرعته.. 14

شکل(2-5): مرحلهبرخورد.. 15

شکل(2-6): مرحلهپخش.. 15

شکل(2-7): شرطمرزيتناوبي.. 18

شکل(2-8): شرطمرزيکمانهکردنمياني.. 19

شکل(2-9): مرزمحاسباتيدرزمانهاي‌t₁وt₂]21[. 20

شکل(2-10): نمايششرطمرزيکمانهکردن]28[. الف) کمانهکردنبرايديواريکهفاصلهآنتاآخرينگرهسيالکمترازنصفواحدشبکهاست. ب) کمانهکردنبرايديواريکهفاصلهآنتاآخرينگرهسيالبيشترازنصفواحدشبکهاست. 21

شکل(2-11): روشانعکاسيبايکذرهمجازيبراياعمالنيرويدافعهبينيکذرهوديوارهپاييندرفواصلخيلينزديکديوارهوذره 22

شکل(3-1): منحنيتابعموقعيتيکذرهنمونه(خطنقطهچين)،نمايهمستطيلي(خطممتد) برايمقايسهنشاندادهشدهاست.. 26

شکل(3-2): شماتيکيازنمايههايهموارسيستميکهدرآندوذرهجامدوجوددارد 27

شکل(3-3): ذرهجامدقرارگرفتهدرمحلگرههايسيالمجازيبرايمحاسبهنيرويبرواحدجرماندرکنشهيدروديناميکيجامد- سيال،،اعمالشدهرويگرههايسيالمجازي.. 29

شکل (4-1): روندرشدسرعتپردازشپردازنده‌هایمرکزیوکارت‌هایگرافیک]29[ 34

شکل (4-2): سازماندهیکدهایاجراییتوسطکامپایلرNVCC.. 36

شکل (4-3): شماتیکیکرشتهپردازشی.. 37

شکل (4-4): شماتیکمجموعهایازرشتههایپردازشیدریکبلوک.. 38

شکل (4-5): مجموعهایازبلوکهادریکشبکه.. 38

شکل (4-6): سازماندهیرشتههایپردازشیدرونبلوکهایواقعدرشبکه 38

شکل(4-7):سازماندهیشدنرشتههایپردازشیبهمنظوراجراکرنلفراخوانیشده 41

شکل (4-8): انتقالاطلاعاتبینحافظهکارت‌گرافیکوپردازندهمرکزی.. 42

شکل (4-9): نحوهارسالتوابعبهبلوک‌ها.. 45

شکل(5-1): نماییازقرارگیریذراتدرشبکهکارتزین.. 49

شکل(5-2): چینشسهبعدیرشتههایپردازشیدرونیکبلوکمتناسبباهندسهفیزیکیمساله 49

شکل (۶-۱): هندسهکانالمربعی.. 55

شکل (۶-۲): پروفیلسرعتسیالدرصفحهمیانیکانال.. 55

شکل (۶-۳): نمودارمدت‌زمانحلبرای ۱۰۰۰ تکرار.. 56

شکل (۶-۴): نمودارمدت‌زمانحلکلیبرایبرایشبکه ۶۴۶۴۶۴.. 56

شکل (۶-۵): شماتیکیازیکذرهدرجریانبرشی.. 58

شکل (۶-۶): سرعتزاوایهایبدونبعدبرحسبرینولدزبرشیبراییکذرهدرجریانبرشی 58

شکل (۶-۷): سرعتزاویهایذرهبرحسبفاصلهدودیوارهازهم.. 59

شکل (۶-۸): شماتیکیازدوذرهکرویدرجریانبرشی.. 60

شکل (۶-۹): مسیرحرکتدوذرهدرجریانبرشیکهباهماندرکنشهیدرودینامیکیدارند 60

شکل (۶-۱۰): شماتیکیازهندسهتهنشینییکذرهکرویدرونیکمحفظه.. 62

شکل (۶-۱۱): کانتورسرعتسیالهمراهباذرهدرزمانهایs 39/0= t،s 79/0= tوs19/1= t 62

شکل (6-12): سرعتسقوطذرهبرحسبزماندراعدادرینولدزمختلفمطابقباجدول (6-2) 63

شکل (6-13):مولفهبیبعدارتفاع(سقوطذرهدرزمانهایمختلف.. 63

شکل (6-14): مطالعهعدموابستگیحلعددیبهشبکهمحاسباتی.. 64

شکل (6-15): نمودارمقایسهزمانحلتوسطکارتگرافیکوواحدپردازندهمرکزی 65

شکل (6-16): شماتیکیازهندسهسقوطدوذرهدرونیکمحفظه.. 66

شکل (6-17): فاصلهعمودیدوذرهنسبتبههمدرحینسقوطبرحسبزمان.. 67

شکل (6-18): مولفهسرعتعمودیسقوطدوذرهبرحسبزمان.. 67

شکل (6-19): ارتفاعمراکزدوذرهدرحینسقوطبرحسبزمان.. 68

شکل (6-20): موقعیت اولیه ذرات………………………………………………….69

شکل (6-21): موقعیت ذرات در s77/5=T.. …..69

شکل (6-22): موقعیت ذرات درs5/8=T.. 70

فهرست جداول

عنوان

صفحه

جدول (۶-۱) مشخصاتکارت‌گرافیکوواحدپردازنده‌مرکزی.. 56

جدول(6-2): چگالیهایمختلفسیالمتناسببادادههایTen Cate[18]. 62

جدول (6-3): مشخصاتکارتهای‌گرافیکوواحدهایپردازنده‌مرکزیمختلف.. 64

فهرست علائم

توزیع تابع احتمال ذرات
سرعت مرکز ذره
سرعت مجزا شده روی شبکه
سرعت صوت در شبکه
تابع توزیع ذرات برای جهات مختلفشبکه
تابع توزیع تعادلی
تابع توزیع تعادلی برای جهات مختلف شبکه
فشار	P
موقعیت مکانی ذره	r
زمان آرامش بی بعد
اندازه فاصله دو گره در شبکه
گام زمانی شبکه
زمان برخورد برای رسیدن به حالت تعادل
چگالی
طول ناحیه حل
عرض ناحیه حل
ارتفاع ناحیه حل
ویسکوزیته سینماتیک
تانسور ممان اینرسی ذره جامد
جرم ذره جامد
تعداد ذرات جامد
شعاع ذره جامد
عدد رینولدز برشی
زمان	t
گشتاور	T
بردار نیروی خارجی
مختصات نقاط شبکه

علائم یونانی

شتاب زاویهای
لزجت
نرخ برش اعمال شده
کسر سطحی میانگین ذرات جامد
منحنی تابع موقعیت جسم جامد
سرعت زاویهای

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “شبیه‌سازیسه‌بعدی حرکت ذرات جامد در سیال با استفاده از روش شبکه بولتزمن و محاسبات کارت گرافیک”

شبیه‌سازیسه‌بعدی حرکت ذرات جامد در سیال با استفاده از روش شبکه بولتزمن و محاسبات کارت گرافیک

تعداد 101 صفحه درword

بخش مهندسي مکانيک

کارشناسي ارشد رشته مهندسي مکانيک گرايش تبدیل انرژی

شبیه‌سازیسه‌بعدی حرکت ذرات جامد در سیال با استفاده از روش شبکه بولتزمن و محاسبات کارت گرافیک

چکیده

کلمات کلیدی:روش شبکه بولتزمن، روش نمایه هموار، پردازش موازی، اندرکنش سیال و جامد

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

4-5-3-2 دستورcudaMemcpy………………………………………………………………………..43

فهرست شکل­ها

عنوان

صفحه

شکل(2-4): مدلسهبعدينوزدهسرعته.. 14

فهرست شکلها