Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sử dụng tự động hóa tế bào để mô phỏng vật liệu xốp
Tóm tắt
Một cách tiếp cận tự động hóa tế bào (CA) được đề xuất để mô phỏng dòng chảy chất lỏng qua các vật liệu xốp với các kênh quanh co ở mức độ lỗ chân lông. Cách tiếp cận này nhằm kết hợp các phương pháp CA để xây dựng đại diện máy tính của hình thái vật liệu xốp và để mô phỏng dòng chảy chất lỏng qua nó. Đại diện hình thái được thu được bằng cách sử dụng CA, sự tiến hóa của nó thể hiện sự tự tổ chức và dẫn đến cấu hình ổn định. Cấu hình này sau đó được sử dụng cho ứng dụng Lattice Gas CA để mô phỏng dòng chảy chất lỏng qua mẫu vật liệu xốp và tính toán các đặc tính thấm của nó. Các điều kiện biên đặc biệt được giới thiệu cho phép sự khác biệt về độ nhẵn của bề mặt tường lỗ rỗng rắn. Mô hình đã được thử nghiệm trên một mảnh 2D nhỏ trong máy tính cá nhân và sau đó được triển khai để nghiên cứu một điện cực carbon xốp của pin nhiên liệu hydro trên 128 bộ xử lý của một cụm đa xử lý.
Từ khóa
#tự động hóa tế bào #dòng chảy chất lỏng #vật liệu xốp #các kênh quanh co #mô phỏng #tính thấmTài liệu tham khảo
Sahimi M (1993) Flow phenomena in rocks: from continuum models to fractals, percolation, cellular automata and simulated annealing. Rev Mod Phys 65(4):1393–1533
Rothman BH, Zaleski S (1997) Lattice-gas cellular automata. Simple models of complex hydrodynamics. Cambridge Univ Press, London
Frish U, d’Humieres D, Hasslacher B, Lallemand P, Pomeau Y, Rivet JP (1987) Lattice-gas hydrodynamics in two and three dimensions. Complex Syst 1:649–707
Succi S (2001) The lattice Boltzmann equation for fluid dynamics and beyond. Oxford University Press, Oxford
Nabovati A, Sousa ACM (2007) Fluid flow simulation in random porous media at pore level using the lattice Boltzmann method. J Eng Sci Technol 2(3):226–237
Clague DS, Kandhai D, Zang R, Sloot PMA (2000) Hydraulic permeabolity of (un)bounded fibrous media using the lattice Boltzmann method. Phys Rev E 61(1):616–625
Pan C, Hilpert M, Miller CT (2001) Pore-scale modeling of saturated permeabilities in random sphere packings. Phys Rev E 64(6):006702
Bandman O (2005) Composing fine-grained parallel algorithms for spatial dynamics simulation. In: Malyshkin V (ed) LNCS, vol 3606. Springer, Berlin, pp 99–113
Chua L (2002) CNN: a paradigm for complexity. World Scientific, Singapore
Bandman O (2008) Mapping physical phenomena onto CA-models. In: Adamatsky A, Alonso-Sanz R, Lawiczak A, Martinez GJ, Morita K, Worsch Th (eds) AUTOMATA-2008. Theory and application of cellular automata. Luniver Press, UK, pp 391–397
Wolfram S (1984) Universality and complexity in cellular automata. Physica D 10:1–35
Achasova S, Bandman O, Markova V, Piskunov S (1994) Parallel substitution algorithm. Theory and application. World Scientific, Singapore
Toffolli T, Margolus N (1987) Cellular automata machines. MIT Press, Cambridge
Larminie J, Dicks A (2003) Fuel cells systems explained. Willey, New York
Medvedev YG (2003) Three dimensional cellular automata model of viscous fluid flow. Avtometriya 39(3):43–50. (In Russian)