Simulation Models for Solving Multiscale Combustion Problems
نویسندگان
چکیده
Разработка алгоритмической компоновки и программ для расчета многомасштабных процессов горения является актуальной междисциплинарной темой фундаментальных исследований, которая объединяет методы информационных технологий, механики многокомпонентных сплошных сред, химии математического моделирования. Задача разработки подбора набирает актуальность с каждым годом в связи как интенсивным развитием вычислительных методов моделей, так увеличением современных возможностей суперкомпьютерных вычислений. Практическая применимость разрабатываемых моделей охватывает проблемы энергетики, двигателестроения, взрывопожаробезопасности, а также интенсификации добычи полезных ископаемых применением термохимического воздействия на пласт. Основными проблемами, возникающими процессе моделирования, являются: а) многомасштабность, не позволяющая проводить моделирование всех задействованных единых даже масштабируемых сетках; б) жесткость большая размерность системы дифференциальных уравнений описания химической кинетики, решение которой может занимать 80% процессорного времени. Данная статья представляет обзор уже проведенных исследований ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН анализ трудностей, которыми столкнулись исследователи. В статье содержатся новые предложения по преодолению трудностей намечены пути их реализации. Возможность решения проблем части многомасштабности видится применении подходов многоуровневого при котором детальное задачи более мелкого масштаба обрабатывается вносится качестве элемента модели крупного масштаба. Для сокращения времени интегрирования многостадийной кинетики актуальным трендом применение нейросетевых рамках моделей. Этот подход настоящее время развивается сотрудниками отдела систем совместно коллективом Центра оптико-нейронных технологий РАН. The development of algorithms and software for analyzing multiscale combustion processes is a relevant field fundamental research that combines the methods information technologies, mechanics multicomponent continua, chemistry, simulation. It gains relevance year to due intensive computational models, with increase in supercomputing performance. applications proposed models include energy, engine manufacturing, explosion fire safety fields, as well thermochemical mineral recovery stimulation methods. key simulation problems are a. problem multiscale: all involved cannot be simulated same grid, even scalable one; b. rigidity large dimensionality system differential equations describes chemical kinetics. Its solution may take up 80 % processor time. This paper an overview conducted at Scientific Research Institute System Analysis analysis difficulties faced by researchers. also proposes new ways overcoming give some implementation considerations. To solve multi-scale issue, multi-level modeling approaches can used: detailed smaller-scale processed introduced component larger-scale model. reduce integration time multi-stage kinetics equations, current approach applying neural networks existing models. currently being developed Department Computing Systems collaboration Center Optical-Neural Technologies, SRISA.
منابع مشابه
a study on thermodynamic models for simulation of 1,3 butadiene purification columns
attempts have been made to study the thermodynamic behavior of 1,3 butadiene purification columns with the aim of retrofitting those columns to more energy efficient separation schemes. 1,3 butadiene is purified in two columns in series through being separated from methyl acetylene and 1,2 butadiene in the first and second column respectively. comparisons have been made among different therm...
Mathematical Programming Models for Solving Unequal-Sized Facilities Layout Problems - a Generic Search Method
This paper present unequal-sized facilities layout solutions generated by a genetic search program named LADEGA (Layout Design using a Genetic Algorithm). The generalized quadratic assignment problem requiring pre-determined distance and material flow matrices as the input data and the continuous plane model employing a dynamic distance measure and a material flow matrix are discussed. Computa...
متن کاملAn efficient approach for solving layout problems
This paper offers an approach that could be useful for diverse types of layout problems or even area allocation problems. By this approach there is no need to large number of discrete variables and only by few continues variables large-scale layout problems could be solved in polynomial time. This is resulted from dividing area into discrete and continuous dimensions. Also defining decision var...
متن کاملA Multiscale Approach to Solving One Dimensional Inverse Problems
2] suggests that multiscale methods are a useful tool for purposes of computational efficiency. In this paper we explore a multiresolution approach We consider inverse problems described by that class to solving one dimensional inverse problems. The apof operators which are made sparse under the action proach we take is motivated by the work of Chou, of the wavelet transform [2]. Thus, the inve...
متن کاملSolving constrained optimization problems via Subset Simulation
This paper extends the application of Subset Simulation (SS), an advanced Monte Carlo algorithm for reliability analysis, to solve constrained optimization problems encountered in engineering. The proposed algorithm is based on the idea that an extreme event (optimization problem) can be considered as a rare event (reliability problem). The Subset Simulation algorithm for optimization is a popu...
متن کاملذخیره در منابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ژورنال
عنوان ژورنال: ?????? ???????????
سال: 2021
ISSN: ['2712-9942']
DOI: https://doi.org/10.51790/2712-9942-2021-2-4-3