유체 흐름, 열 전달 및 파이썬

Question

전체 편집 :

전체 문제에 대해 더 많은 정보를 제공합니다. 이 프로젝트는 초기 단계에 있으며 제 질문은 실제로 사물의 좁은 부분에 관한 것입니다.

최종 목표 :
현재 파이썬의 강체 장애물 주변의 뜨거운 공기 흐름을 시뮬레이션하려고합니다. 나는 공기가 꾸준히 유입되고, 벌크의 흐름은 일시적이고 격동 적이다. 전체 운동의 목적은 년 - 공기의 흐름이 -THE 장애물 년 - 공기가 식을
을 가열하고 공기 압력이

지금까지 수행 떨어
를 작동하는 방법을
이해하는 것입니다 :
을별로, 것은 초기 단계에 있습니다. 나는 2 차원 직사각형 영역과 원형 장애물이있다. 메쉬는 벌크와 장애물의 경계에서 더 세밀 해지고 있습니다. 흥미로운 일이 일어나고 있기 때문입니다. 현재는 공기 흐름, 대류 또는 열 전달 만 고려합니다. Navier-Stokes 방정식을 풀기 위해 FEniCS 소프트웨어 모음을 사용합니다. Fenics는 Chorin 프로젝션 방법을 사용하는 N-S 솔버의 예를 제공합니다.이 예제를 제 설정에 적용했습니다. 강체를 슬립 경계 조건이없는 영역으로 모델링합니다 (즉, 공기 흐름의 속도를 0으로 설정). 그 해법에서 여전히 N-S 방정식을 풀어 주며, 특히 장애물 내부의 압력은 시간이 지남에 따라 변합니다. 아마도 이것을 피하고 N-S 솔버를 대량으로 제한하는 것이 더 좋은 생각 일 것입니다. 그러나 지금은 이것이 속도에 많은 영향을 미치지 않는다고 생각합니다.

문제 :
문제는 상당히 느립니다. 최종 시뮬레이션에 며칠이 걸릴지는 모르겠지만 현재는 장애물 주변의 유체 흐름이 2 번째이며 메시가 끝까지 들어가기를 원하는만큼 좋지 않습니다. 열이 작용할 때 훨씬 더 복잡해지기 때문에 더 빨리 진행되기를 기대했습니다.

내 질문 :

파이썬에서 비어 - 스톡스 방정식을 해결하기 위해 빠른 알고리즘 또는 방법은 무엇인가
그것은 하나 개의 질문으로 귀결?

솔라리스를 처음부터 작성하는 것이 문제가되지 않지만 동일한 질문이 제기됩니다. 오늘 아침에 저는 프로젝션 방법이 압력과 속도 업그레이드를 분리하기 때문에 가장 좋은 생각이 아닐 수 있다고 생각합니다. 다른 CPU 커널에 할당하려고 할 수 있습니다.

Answer 1

파이썬은 모든 것을 처음부터 작성한다면 실제로 좋은 선택이 될 것입니다. 하지만 처음부터 다시 시작하려면 많은 배경이 필요합니다.

결합 된 솔루션은 어려운 문제입니다.

FEniCS (스벤 감사합니다.)라는 패키지를 사용하고 있다는 지적이있었습니다. 내 원래 대답은 약간의 수정이 필요합니다. 물리학에 대한 몇 가지 질문부터 시작하여 패키지로 돌아가겠습니다.

비 압축 Navier Stokes는 해당 온도의 공기에 대한 마하 수가 0.1보다 작 으면 공기와 같은 가스에 적용됩니다. 그것은 당신의 문제에 대한 경우입니까? 아마도 사실 일지 모르지만 나는 물어볼 것이라고 생각했습니다.

Navier Stokes는 당신의 단단한 장애물에는 적용되지 않습니다. 하나의 메쉬로 모든 것을 모델링한다면, 어떻게 그 고체를 설명하고 있습니까? 고점도 유체입니까? 이것은 방정식의 시스템을 부실하고 어렵게 만들 수 있습니다.또한 명시 적 통합을 사용하는 경우 안정적인 시간 단계 크기에도 영향을 미칩니다.

꾸준한 흐름입니까 일시적입니까? (안정은 더 쉽다) 흐름은 층류인가 또는 난류인가? (층류가 더 쉽다)

고체 장애물과 유체의 전도/대류에서 전도 열 전달. 유체는 메쉬가 해결해야하는 표면의 단단한 장애물을 따라 운동량과 열 경계층을 갖게됩니다. 이것이 고체와 유체 사이의 중요한 열전달이 일어나는 곳입니다. 경계 조건에서 원거리 속도와 온도로의 변환을 해결하기 위해서는 솔리드 서페이스에 국부적 인 미세한 메쉬가 필요합니다. 그걸 메쉬로 생각해 봤어?

FEniCS는 유한 요소를 사용하고 있지만 나에게 운동량과 에너지 방정식을 결합하는 방법을 알려주는 문서에는 아무것도 표시되지 않습니다.

여기 괜찮은 조언을 얻으려면 더 많은 것을 말해야합니다. 거기에 물리학에 숫자 방법이 있나요? 너는 그것을 필요로 할 것이다.