一种铝电解槽电场仿真分析方法技术

本发明专利技术公开了一种铝电解槽电场仿真分析方法，包括步骤1：通过铝电解槽模型数据建立铝电解槽电场三维仿真模型，步骤2：采用动态自适应的ANP算法对铝电解槽进行区域划分，步骤3：采用有限元并行计算仿真分析方法得到铝电解槽电场分布。本发明专利技术提出的铝电解槽电场仿真分析方法在仿真分析领域引入改进的ANP(AL-NASRAandNGUYEN)算法，在电场仿真模型子区域节点选择阶段，适当放宽节点添加的条件，由单点添加扩展为多点动态自适应添加，充分利用每次遍历的性能，减少遍历次数。改进后的ANP算法在保证划分结果相近的情况下，大大缩短了区域划分运行时间，为后续并行计算提供了便利，提高了铝电解槽电场仿真效率。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及一种铝电解槽电场的仿真分析方法，尤其涉及到铝电解槽三维模型有限元分析并行计算的区域划分决策过程。
技术介绍
铝电解槽是铝电解生产的核心设备，其内部电场、磁场及流场等物理场的分布对铝电解槽的电流效率、直流电耗、槽寿命等主要技术经济指标有重要影响。而电场又是电解槽运行的能量基础，是其它各物理场形成的根源。因此，对电场的研究十分重要。但在实际生产中，电场分布很难直接测量，所以铝电解槽电场分布的计算机仿真研究对电解槽设计和铝电解生产具有重要意义。伴随铝电解槽仿真模型的规模越来越大，精度要求越来越高，其有限元分析必将花费更多的时间，传统的串行计算方式已经难以承受日益增大的计算规模，主要体现在计算机内存容量和计算速度两个方面，有限元分析与并行计算的结合是一种必然的趋势。虽然大型通用有限元软件如Ansys等具有并行计算功能，但由于这些软件的封闭性，针对不同模型进行并行计算时，难以有针对性地采用相适宜的不同区域划分策略，从而影响了其计算效率。区域划分作为并行计算任务分配的一种典型应用，区域划分结果对有限元并行计算的效率有着至关重要的影响，一个易于实现的、普遍适用的、性能良好的划分算法可以保证有限元并行计算高效进行。常见的有限元并行计算区域划分方法主要有多层次分区法和ANP算法。多层次分区法 基于图论观点、采用多层次策略来解决区域划分问题，在进行区域划分时可能造成划分子区域间通信较多，影响后续计算。ANP算法虽然可以取得较佳的区域划分结果，但是在子区域决策阶段，每次遍历仅仅选取节点权值最小节点的步骤严重浪费了遍历的时间消耗，随着模型规模扩大，算法执行时间大大增加。
技术实现思路
本专利技术提供一种提高电场仿真分析效率的铝电解槽电场仿真分析方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下: ，包括以下步骤: 步骤I)通过铝电解槽模型数据建立铝电解槽电场三维仿真模型； 步骤2)采用动态自适应的ANP算法对铝电解槽进行区域划分； 步骤3)采用有限元并行计算仿真分析方法得到铝电解槽电场分布。优选地，步骤2)包括以下步骤:步骤2-1)读入模型的有限元单元与节点文件，计算每个节点的单元连接数，记为 作为节点的初始值; 步骤2-2)统计模型的整体几何信息，得到X轴、y轴、z轴三个方向的距离最大值J喔 并确定模型最长方向；步骤2-3)调整节点权重,使最长方向的节点权重增加,假设:轴为模型最长方向为节点当前的横坐标值，由此得到节点的最终权重J1-Oil其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝电解槽电场仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1）通过铝电解槽模型数据建立铝电解槽电场三维仿真模型；步骤2）采用动态自适应的ANP算法对铝电解槽进行区域划分；步骤3）采用有限元并行计算仿真分析方法得到铝电解槽电场分布。

【技术特征摘要】
1.一种铝电解槽电场仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 步骤I)通过铝电解槽模型数据建立铝电解槽电场三维仿真模型； 步骤2)采用动态自适应的ANP算法对铝电解槽进行区域划分； 步骤3)采用有限元并行计算仿真分析方法得到铝电解槽电场分布。2.根据权利要求1所述的铝电解槽电场仿真分析方法，其特征在于，步骤2)包括以下步骤: 步骤2-1)读入模型的有限元单元与节点文件，计算每个节点的单元连接数，记为^，作为节点的初始值； 步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅琳，陈冬冬，孙晨玮，陈晓方，阳春华，桂卫华，何海明，崇庆巍，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43