Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:1801.03429

帮助 | 高级搜索

物理学 > 流体动力学

arXiv:1801.03429 (physics)
[提交于 2018年1月10日 ]

标题: 单体对流耦合相变模拟 - 验证与可重复性

标题: Monolithic simulation of convection-coupled phase-change - verification and reproducibility

Authors:Alexander G. Zimmerman, Julia Kowalski
摘要: 相变过程中熔化和凝固的相界面强烈受到液相中对流的影响。 一种模拟其瞬态演化的办法是将不可压缩流动模型与焓形式的能量平衡方程耦合。 会出现两种强非线性,分别描述了相间粘度的变化和相变潜热。 所得到的PDE耦合系统可以通过单域半相场、变粘度、有限元方法结合单块系统耦合和全局牛顿线性化来求解。 为了实现现实的相变区域,还需要基于复杂网格自适应的灵活实现。 在本文中,我们介绍了将这种计算模型集成到我们称为Phaseflow的仿真工具中的初步步骤。 Phaseflow利用有限元软件FEniCS,该软件包含一种面向目标的自适应网格细化的双重加权残差方法。 Phaseflow是一个开源的、与维度无关的实现,通过适当的参数选择,可以简化为经典的基准情况,包括驱动腔和Stefan问题。 我们展示了并讨论了这些情况、十八烷PCM对流耦合熔化基准以及一个初步的三维对流耦合熔化示例的数值结果,证明了灵活的实现。 尽管是初步的,但据我们所知,后者是该方法的第一个公开的三维结果。 在我们的工作中,我们特别强调可重复性,并提供了一个易于使用的便携式软件容器,使用Docker。
摘要: Phase interfaces in melting and solidification processes are strongly affected by the presence of convection in the liquid. One way of modeling their transient evolution is to couple an incompressible flow model to an energy balance in enthalpy formulation. Two strong nonlinearities arise, which account for the viscosity variation between phases and the latent heat of fusion at the phase interface. The resulting coupled system of PDE's can be solved by a single-domain semi-phase-field, variable viscosity, finite element method with monolithic system coupling and global Newton linearization. A robust computational model for realistic phase-change regimes furthermore requires a flexible implementation based on sophisticated mesh adaptivity. In this article, we present first steps towards implementing such a computational model into a simulation tool which we call Phaseflow. Phaseflow utilizes the finite element software FEniCS, which includes a dual-weighted residual method for goal-oriented adaptive mesh refinement. Phaseflow is an open-source, dimension-independent implementation that, upon an appropriate parameter choice, reduces to classical benchmark situations including the lid-driven cavity and the Stefan problem. We present and discuss numerical results for these, an octadecane PCM convection-coupled melting benchmark, and a preliminary 3D convection-coupled melting example, demonstrating the flexible implementation. Though being preliminary, the latter is, to our knowledge, the first published 3D result for this method. In our work, we especially emphasize reproducibility and provide an easy-to-use portable software container using Docker.
评论: 20页,8图
主题: 流体动力学 (physics.flu-dyn) ; 计算工程、金融与科学 (cs.CE)
引用方式: arXiv:1801.03429 [physics.flu-dyn]
  (或者 arXiv:1801.03429v1 [physics.flu-dyn] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1801.03429
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Alexander Gary Zimmerman [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2018 年 1 月 10 日 15:53:58 UTC (2,499 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
physics.flu-dyn
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2018-01
切换浏览方式为:
cs
cs.CE
physics

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号