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  • 标题:Parallel Processing Strategy for Solving the Thermal-Mechanical Coupled Problem Applied to a 4D System using the Finite Element Method
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  • 作者:Victor E. Cardoso-Nungaray ; Miguel Vargas-Felix ; Salvador Botello-Rionda
  • 期刊名称:Computación y Sistemas
  • 印刷版ISSN:1405-5546
  • 出版年度:2013
  • 卷号:17
  • 期号:3
  • 页码:289-298
  • 语种:English
  • 出版社:Instituto Politécnico Nacional
  • 摘要:Utilizando el Método de Elemento Finito (FEM), se propone una estrategia de computo de alto rendimiento (HPC) para simular dinámicamente la deformación causada por las fuerzas internas de un cuerpo solido, como consecuencia del cambio de su temperatura. El programa resuelve un problema de multifísica, ya que da solución al problema de difusión de calor y al problema de deformación lineal de solidos homogéneos para cada instante de tiempo, intercambiando información entre ambas soluciones ́ para simular la distorsión del material. La estrategia de HPC consiste en paralelizar las operaciones matriciales y los algoritmos de solución de sistemas de ecuaciones. Las pruebas se realizaron en un modelo computa rizado del sistema de frenado de un vehículo moderno (disminuir la velocidad de rotación de un disco a través de la fricción de un dispositivo de frenado). Después se realizo un análisis cuantitativo del estrés, de la deformación y de la temperatura en algunos puntos de la geometría y un análisis cualitativo para mostrar las visualizaciones mas ilustrativas del fenómeno
  • 其他摘要:We propose a high performance computing strategy (HPC) to simulate the deformation of a solid body through time as a consequence of the internal forces provoked by its temperature change, using the Finite Element Method (FEM). The program finds a solution of a multi-physics problem, solving the heat diffusion problem and the linear strain problem for homogeneous solids at each time step, exchanging information between both solutions to simulate the material distortion. The HPC strategy approach parallelizes vector and matrix operations as well as system equation solvers. The tests were realized over a model simulating a car braking system (a rotating disk velocity decreased by friction). Then we performed a quantitative analysis of stress, strain and temperature in some points of the geometry, and a qualitative analysis to show some visualizations of the simulation.
  • 关键词:Parallel computing; HPC; simulation; FEM; finite element; thermal-mechanical coupled problem; dynamic analysis; heat distortion; Computo paralelo; simulación; MEF; elemento finito; problema térmico/mecánico acoplado; análisis dinámico; calor
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