An adaptive front tracking method for parallel computing of phase change problems
Project goals
The project is focused on the development of an adaptive front tracking method for massive parallel computing of heat transfer problems with the solid-liquid phase change. The phase change phenomena occur in many technical problems and the accurate modelling of these processes is important for the performance of many technologies. The process of melting and solidification is essential in latent heat storage where it significantly influences the dynamics of heat storage and heat release. Phase change also needs to be accurately addressed in casting of metals and other materials including various plastics. The mentioned problems and processes often require high-accuracy real-time simulations. High accuracy of the developed method will be achieved through implementation of a 3D adaptive front tracking algorithm. The high speed of computing will be achieved by massive parallelization of the developed method. The developed method will be experimentally validated. The validation data will be experimentally obtained for several 3D cases of melting and solidification.
Keywords
phase change modellingfront tracking methodparallel computingexperimental validation
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta strojního inženýrství
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-11977S
Alternative language
Project name in Czech
Adaptivní front tracking metoda pro paralelní řešení problémů se změnou fáze
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na vývoj adaptivní front tracking metody pro paralelizované řešení problémů přenosu tepla zahrnujících změnu skupenství z pevného na kapalné a naopak. Změna skupenství látek se vyskytuje v mnoha technických aplikacích a přesné modelování tohoto procesu je důležité pro správný provoz řady technologií. Proces tání a tuhnutí je velmi důležitý pro akumulace tepla při změně skupenství, kde výrazně ovlivňuje dynamiku ukládání a zpětného uvolňování tepla. Přesné řešení změny skupenství je důležité při odlévání kovů a dalších materiálů včetně různých druhů plastů. Zmíněné problémy a procesy často vyžadují přesné simulace provedené v reálném čase. Vysoká přesnost vyvinuté metody bude docílena implementací adaptivního 3D front tracking algoritmu. Vysoké rychlosti výpočtu bude dosaženo masivní paralelizací vyvinuté metody. Vyvinutá metoda bude experimentálně validována. Data pro validaci budou získána experimentálně pro několik 3D případů tání a tuhnutí.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
A numerical adaptive front tracking method suitable for solving non-stationary heat transfer problems involving solid/liquid phase change was developed and validated. The results are usable e.g. in the foundry industry for optimization of the cooling process. The project goals were fulfilled. The outcomes were published in scientific IF journals. The funds were used in accordance with grant rules.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Dec 31, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 5, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
4,223 thou. CZK
Public financial support
4,223 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 223 CZK thou.
Public support
4 223 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BJ - Thermodynamics
Solution period
01. 01. 2015 - 31. 12. 2017