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zonglin03/2D_transient_TC

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2D_transient_TC

概述

本项目是一个使用PyTorch求解二维瞬态热传导问题。

问题描述

如图1所示,材料1和材料2组成三明治结构,其中右端处于973k的燃气中,下边界和左边界为绝热边界,上边界左段处于大气中,大气温度为283 k,求5s、15s、30s和60s时刻计算域内温度分布。
其中

依赖关系

列出运行项目所需的所有依赖项。这可能包括Python库,如PyTorch、NumPy、Matplotlibos、tqdm、multiprocessing、imageio、functools等。

pip install -r reqirements.txt

使用方法

调整参数时,务必结合物理实际,否者结果可能会不可控

python main.py

算法概述

使用有限体积法和中心差分的方法,将传热的微分方程转换为差分形式的线性方程组进行传热计算。
程序中使用的GPU和并行池的方法进行加速计算。
同时,使用tqdm是代码运行更美观。

代码结构

  • Node_info 存储每个节点属性的类,
    包括但不限于加权因子f 、各种系数、历史时间与温度列表等,
    以及一些批量处理函数__init__(节点类定义的初始化), __repr__(输出样式),normalize(各类系数初始化函数),a_p (A系数计算) S_calculate(源项计算函数)
  • generate_nodes() 使用内节点法划分网格
  • def Coefficient_normalize() 控制方程系数初始化
  • A_init() 矩阵A的计算函数
  • B_init() 源项系数B的计算函数
  • T_plot() 温度云图绘制函数
  • data_write_csv() 将数据写成csv文件保存的函数

运行截图

  • 显示格式报错截图\

  • 全隐格式运行\

运行结果

  • 全隐格式,f=1\

  • C-N格式,f=0.5\

  • 全隐格式,f=1\

参考文献

  • 田瑞峰,刘平安. 传热与流体流动的数值计算[M/OL]. 哈尔滨工程大学出版社, 2015[2024-01-14].
  • 李人宪. 有限体积法基础[M/OL]. 国防工业出版社, 2008[2024-01-14].
  • 陶文铨. 传热学:第五版[M/OL]. 高等教育出版社, 2019[2024-01-14].
  • 阿斯顿·张(ASTON ZHANG), 李沐(MU LI), [美]扎卡里·C. 立顿(ZACHARY C. LIPTON), 等. 动手学深度学习[M/OL]. 何孝霆(XIAOTING HE), 瑞潮儿·胡(RACHEL HU), 译. PyTorch版. 人民邮电出版社, 2023[2023-07-11].

About

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