連鑄傳輸現(xiàn)象并行模擬及其應(yīng)用研究.pdf

1、連鑄生產(chǎn)過程是指鋼水經(jīng)大包運送到中間包，然后到結(jié)晶器凝固結(jié)晶，最后經(jīng)過二次水冷直接送軋制機軋制的過程。鋼水在這過程中，包含傳熱、傳質(zhì)、流動等復(fù)雜傳輸現(xiàn)象發(fā)生，這些現(xiàn)象都直接影響著鑄坯的質(zhì)量，因此人們開展了大量關(guān)于連鑄的數(shù)值模擬研究。 本文在原對寶鋼的板坯結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動狀態(tài)研究的基礎(chǔ)上，建立了三場耦合(流場、溫度場和濃度場)數(shù)學(xué)模型，并編制了相關(guān)的串行模擬程序。鑒于連鑄模擬的特點，本文提出了兩種算法將上面的串行程序改造成并行程

2、序。一種算法是將所需計算區(qū)域在Z方向上進(jìn)行劃分，從而得到了數(shù)據(jù)空間并行程序。另一種算法是將所需計算的量分開來計算，從而得到了功能模塊并行程序。本文用與Fortran90綁定的MPICH實現(xiàn)了這兩種并行算法。通過在cluster并行計算機系統(tǒng)上的數(shù)值實驗表明，這兩種算法都取得較好的并行計算效果。最后，本文還將計算后所得的結(jié)果進(jìn)行了圖形化顯示。 隨著新的信息社會的到來，計算機技術(shù)尤其是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越來越普及和深入到人們的日常工作與