|
Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)
МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ
Высокопроизводительная идентификация моделей кинетики гидридного фазового перехода
И. А. Чернов Институт прикладных математических исследований Карельского научного центра РАН,
Россия, 185910, г. Петрозаводск, ул. Пушкинская, д. 11
Аннотация:
Гидриды металлов представляют собой интересный класс соединений, способных обратимо связывать большое количество водорода и потому представляющих интерес для приложений энергетики. Особенно важно понимание факторов, влияющих на кинетику формирования и разложения гидридов. Особенности материала, экспериментальной установки и условий влияют на математическое описание процессов, которое может претерпевать существенные изменения в ходе обработки экспериментальных данных. В статье предложен общий подход к численному моделированию формирования и разложения гидридов металлов и решения обратных задач оценки параметров материала по данным измерений. Модели делятся на два класса: диффузионные, принимающие во внимание градиент концентрации водорода в решетке металла, и модели с быстрой диффузией. Первые более сложны и имеют форму неклассических краевых задач параболического типа. Описан подход к сеточному решению таких задач. Вторые решаются сравнительно просто, но могут сильно меняться при изменении модельных предположений. Опыт обработки экспериментальных данных показывает, что необходимо гибкое программное средство, позволяющее, с одной стороны, строить модели из стандартных блоков, свободно изменяя их при необходимости, а с другой — избегать реализации рутинных алгоритмов, причем приспособленное для высоко-производительных систем различной парадигмы. Этим условиям удовлетворяет представленная в работе библиотека HIMICOS, протестированная на большом числе экспериментальных данных. Она позволяет моделировать кинетику формирования и разложения гидридов металлов (и других соединений) на трех уровнях абстракции. На низком уровне пользователь определяет интерфейсные процедуры, такие как расчет слоя по времени на основании предыдущего слоя или всей предыстории, вычисление наблюдаемой величины и независимой переменной по переменным задачи, сравнение кривой с эталонной. При этом могут использоваться алгоритмы, решающие краевые задачи параболического типа со свободными границами в весьма общей постановке, в том числе с разнообразными квазилинейными (линейными по производной) граничными условиями, а также вычисляющие расстояние между кривыми в различных метрических пространствах и с различной нормировкой. Это средний уровень абстракции. На высоком уровне достаточно выбрать готовую модель для того или иного материала и модифицировать ее применительно к условиям эксперимента.
Ключевые слова:
гидриды металлов, моделирование кинетики фазового перехода, численное моделирование химической кинетики.
Поступила в редакцию: 15.08.2019 Исправленный вариант: 04.10.2019 Принята в печать: 18.10.2019
Образец цитирования:
И. А. Чернов, “Высокопроизводительная идентификация моделей кинетики гидридного фазового перехода”, Компьютерные исследования и моделирование, 12:1 (2020), 171–183
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm778 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v12/i1/p171
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 120 | PDF полного текста: | 22 | Список литературы: | 17 |
|