懂Matlab，或懂编程，或懂凝固模拟的请进

kittyanthea

虽然发在这里几率小，可还是想试一下，希望能碰到同道中人

我现在想用Matlab来模拟钢锭的凝固(二维)，课题刚刚起步。

现在有几个问题想请教:

１，如何来编程来解那几个Conservation Equation (Mass, Momentum, Energy,Species)呢? 文献里都是给出这几个方程，再给出几个模拟的参数，就直接讨论结果了。至于怎么编程解这些方程，比如具体该怎么离散化，怎么迭代，怎么设边界条件，几乎都没有提的。我根本不知道从哪里下手，写代码我也没经验，各位前辈有懂的，麻烦点拨我一下。

２ 各位有没有可以推荐的参考书或者教程，让我入门用啊?  要是哪里有公开的代码可以让我参考就更好了 (是不是Matlab编的都无所谓，我就想先看个大概思路）.....

先拜谢各位前辈了！

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1.这些都是偏微分方程问题，基本基于FEM等， 你看下的matlab fem偏微分方程方面的书，这方面书太多了
2.用CFD软件不是更方便么，难道没买Lizenz么

kittyanthea

回复 2# ☆★☆★☆

谢谢斑竹提供信息。专讲Matlab解偏微分方程的书我也借了几本，但毕竟不是专门讲凝固模拟实例的，真要入手开始编的时候又有点无从下手的感觉，我们所里之前也没有人做过这方面的，没人领着入门，有时候一个很简单的小问题会让我折腾很久。所以想知道有没有专门是凝固这方面的模拟，有实例的最好。
   
CFD软件我还没有开始学，不过应该很不错，谢谢推荐，我这段时间就去看看。

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你没有现成程序的话, 毕竟整个这个过程从头top down的话比较麻烦的。还是用CFD吧，你只需要把凝固过程的方程用UDF写下，其他给出边界条件等就可以了，问你门老板看看买个Lizenz，大概一年1000快左右

kittyanthea

回复 2# ☆★☆★☆
感谢解答~

我们所暂时还没有买Lizenz，我对用Matlab编程来解CFD问题也没有什么概念。斑竹能不能大概给我个时间概念，像我这样模拟零基础、编程零基础且所里没有人具体指导的人大概需要多久才能编出运行出第一个程序？我的预期是一年左右，最多一年半，如果超过这个时间跨度，我就要考虑修改我的课题进展方向或者找教授谈谈买Lizenz的问题了~
顺便问一下，斑竹像是懂行的人，能不能给推荐一下凝固模拟方面的CFD软件，Fluent怎么样？

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1.不好意思，这方面没有经验，给不出一个schedule。我同事以前用matlab做刚体的形变fem分析，不是很成功。
2.以前做hiwi时就是用的fluent做二相流分析，很方便。

kittyanthea

回复 6# ☆★☆★☆

谢谢你的回答，其实最后结果有多成功对我来说也不是特别重要，博士论文结果不好的人也不少吧，呵呵~ 我是所里第一个做这个的人，不指望能出多好的结果，主要是铺垫。我关心的是博士期间能不能把这个程序写出来的问题。不知道你是否知道你的同事大概用了多久来编程的呢？

熊猫羊

先搞文章的supporting info，没有就发信找作者要和讨论，这里发帖没用，其实comsol比mt好用，试过就知道

Innerfire

如果FEMlab里有相关的module，那么问题会简单很多。反之，相当麻烦而且不灵活

dimi

不知道你是做什么尺度的凝固模拟？要模拟什么体系？
推荐一本书： Solidification
作者：J.A.Dantzig and M.Rappaz

SMD

就微分方程的数值方法而言， 楼主可以参考numerical analysis 方面的书籍，google一下一大堆， 如果想深入了解的话，泛函分析方面的书籍也应该看一看。

灰太狼2010

回复 1# kittyanthea

我可以指导你，我就搞这个的。你男女？美女吗？哈哈哈

Fortran

最简单的，看陶文铨院士的书，比如<数值传热学>第二版，第一版，《计算传热学的近代进展》，不过里面对有限元介绍的不多，主要是介绍有限容积法。网上到处有扫描的电子板。
西安交通大学的ftp：nht.xjtu.edu.cn/qtxx/cxdm.htm[/url]，里面的程序是fortran语言。要算流畅或扩散的话patankar的书是必看的，入门的。

灰太狼2010

最简单的，看陶文铨院士的书，比如第二版，第一版，《计算传热学的近代进展》，不过里面对有限元介绍的不多 ...
Fortran 发表于 2010-7-2 12:37

这个东西看一下基本想法很简单，做起来不容易。

kittyanthea

不知道你是做什么尺度的凝固模拟？要模拟什么体系？
推荐一本书： Solidification
作者：J.A.Dantzig and ...
dimi 发表于 2010-6-30 15:22

最终的目的是要模拟出大型钢锭的宏观偏析，考虑液相对流和等轴晶运动的影响，目前先只考虑铁碳二元合金。你也是做相关的课题吗？

kittyanthea

最简单的，看陶文铨院士的书，比如第二版，第一版，《计算传热学的近代进展》，不过里面对有限元介绍的不多 ...
Fortran 发表于 2010-7-2 12:37

谢谢推荐，pantankar 的书我正在看，你说的那本中文的我去找找看。我现在刚开始用Matlab在试着编一点，以后也有可能会用到 Fortran或者是其他的语言，以后还要多请教你~

kittyanthea

这个东西看一下基本想法很简单，做起来不容易。
灰太狼2010 发表于 2010-7-2 16:16

你也是做这方面课题的？我是的大型钢锭的宏观偏析模拟，考虑液相对流和等轴晶运动的影响，铁碳二元合金。你的课题是什么方向的？没准我们能交流一下~

kittyanthea

如果FEMlab里有相关的module，那么问题会简单很多。反之，相当麻烦而且不灵活
Innerfire 发表于 2010-6-30 13:43

那请问下，有没有什么推荐的语言或者软件呢？

灰太狼2010

回复 17# kittyanthea


    我做计算的。就你目前的计算机和数学的水平，建议你不要自己写程序，你写不出来，写出来也不会是好程序，这个涉及的东西太多了。
    如果你花了大量的时间在这个上，那就偏离你的物理课题，本末倒置了。还是用别人的吧，很现实的建议。

kittyanthea

回复 19# 灰太狼2010

恩，谢谢你的建议，非常中肯。能不能编出来，要花多少时间编，这正是我担心的问题。听你这么说，我也觉得可能用个商业软件来解这些方程，比如Fluent，对我自己来说会更容易一些。不过别人的东西，想拿到也不容易，有时候花钱都搞不到。具体怎么走，还得看教授是想放长线做点打基础的事还是功利一点买个软件出结果了~
要我自己选，我肯定会选容易的一条路~

灰太狼2010

回复 20# kittyanthea


    这种软件的框架结构应该是教授来搭建。如果你是博后，可以搞一搞，你没有学位的压力。作为博士生，你有学位的压力，太危险。
   这是个计算数学物理高性能科学计算掺和在一起的问题，很麻烦。你程序和数学的背景都不是很强，如果你算法出了问题，你老板估计也不会知道怎么回事，你就卡住了。
   就算写了点东西，你花好长时间，写个小东西，没有大的价值。

集中到你的物理问题，找一个新的好的物理问题，从物理角度解释问题，然后拿成熟软件模拟，证明你的物理理论是正确的，这个是你的工作重点。
软件的模拟不过是代替实验去验证物理理论。至于如何写这种软件，我认为不是你的工作重点。

灰太狼2010

回复 20# kittyanthea


    这个不是你教授功利不功利的问题，这个涉及到跨学科的合作。要不你教授有非常强的数值背景，我知道有些理论物理的数值背景也很强，这样才能够很好的指导你，要不就得有很好的计算数学的合作伙伴。
   如果都指望你从头开始搞，作为博士生，这个题目设的难度太大。

灰太狼2010

要不我当你的co supervisor好了，啊哈哈哈哈哈

kittyanthea

回复  kittyanthea


    这个不是你教授功利不功利的问题，这个涉及到跨学科的合作。要不你教授有非常 ...
灰太狼2010 发表于 2010-7-4 18:47

你说的我明白，以我们所在数值模拟方面的基础和我们教授自己的水平，以及我个人在模拟方面的知识，这个题目是太难了，几乎是不可能做出来的，就算做出来也要花大量的时间。所以刚接到这个题目的时候我郁闷了很久。后来想想，没有绝对的做出来或者做不出来，关键在于教授想要什么。

我们教授是个纯粹搞工程的人，他自己不太懂这些数值模拟的。理论究竟正不正确，他也不会太感兴趣，他关心的是模拟的结果和实际有多接近，这样就可以预测和优化工艺，然后去企业拉项目了。课题就是这么大这么难，唬人骗钱用的，但是我觉得教授也不知道我能不能做出来，到底能走多远。我自己也不知道，所以来问问，心里大概有个数。

至于怎么做下去，就要看教授心思了，他愿意花钱买个软件，那我就能做出点漂亮的图给他去骗更多的钱。他要舍不得花钱硬让我做，那我估计我就只能做出个巨简陋甚比方说只有一维的图。横竖也能毕业，就是结果好不好看的区别。

对了，说起合作，名义上也有，和学校的材料计算科学所还有外面的一个凝固软件公司都有合作。毕竟没有成熟的软件能模拟我现在的课题，必须要修改软件本身。但是合作的深度我就不知道了，反正远没到人家能把代码拿来跟我们讨论这一步。

总之走一步再看一步吧。项目做的再好也不是我自己的，我只乎读博的时候能学点本事，就算结果再烂，假如学会了编程或者是积累了比较深的理论知识，那对我自己就是最有用的结果了。

非常感谢你的建议和指导。我在RWTH Aachen，不知道你在哪? 我觉得我们以后也许还有再讨论的机会。

灰太狼2010

回复 24# kittyanthea


    哦,你在亚琛工大阿.你的情况我明白了,对物理方面的人来说,他们只关心计算的结果的准确,算法的高效和通用性,这个很
正常.工作的重点不一样.但是要实现这些,必须要有很好的数学理论,否则结果不对,都不知道问题出在那里.

如果这样的话,我建议你不要处理太复杂的问题,过于实际的问题.方程就那么几大类,把你的问题简化下,肯定有成熟软件可以用.

lingziyue

DLR's CFD is TAU

FrankfurtTaunus

给你解决一下问题 / 不知道能不能帮到你：

1）如果是想解出微分方程组， 看 matlab/simulink里面的 sym math toolbox, 应用相当的简单

2）如果这个微分方程组有稳定的工作点，只是想考虑稳定的工作点，那就可以转化成代数方程组（也可以是没有explicit solution）,
     - 用matlab/simulink里面的 optimization toolbox, 你看一看看函数 fmin, fmin, fminmax....里面有线性搜索，和非线性搜索。。边界条件都可以给出

   - 用simulink （diginal blocks）里面的建模，把你的代数方程组转化成模型，在没有explicit solution的情况下，可以用delay time block. 然后给你初始之，自己在script 也就是在 .m file写出自己要优化结果的算法 weighting factors (evaluation criteria). 用.m file 去调用model, 进行反复的运算，并且比较当前值和上一个计算值，也可以解出这个方程组

3）matlab/simulink里面的算法（variable step, fixed step, digital）自己可以选择。不过要想得到精确的解，最好是fixed step.

该用户名不存在

做学问还得一步一步来，聚沙成塔！