[发明专利]一种铝电解槽电场仿真分析方法

摘要

本发明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‑NASRA and NGUYEN)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。

主权项

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；其中，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αi，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：xmax、ymax、zmax，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x轴为模型最长方向，xi为节点当前的横坐标值，由此得到节点的最终权重:γi＝αi+extra,其中p为待划分子区域的个数；步骤2‑4)对子区域依次进行下面的操作：①确定当前子区域的第一个节点，该节点具有最小的权重，尚未属于任何子区域，且不位于已划分的子区域边界；②将和该节点相连的未标记单元依次加入子区域中，并进行子区域归属标记，同时将加入单元的每个节点γi、αi减1；③从已经加入子区域的节点中选择γi最小且αi不为零的前an节点，其中an为一从前期到中期逐渐增多的动态添加值；④重复②～③的操作，直到子区域的单元数达到个，表示向上取整，其中Ne为模型的单元总数；步骤2‑5)如果已经划分的子区域尚未满足p个，则重复步骤2‑4)的步骤；其中，其中Tcount为待加入节点的规模，为三维有限元模型特征参数，Pro为避免开始或者结束阶段可能出现的异常情况的过程参数，ceil指取得比当前值大的最小整数；其中是一个经验常数；其中过程参数NM代表子区域的单元个数，即Qcount代表当前已经添加的单元个数。