High-performance computing method for investigating heat conduction processes in composite materials

Abstract

У статті досліджено підхід до моделювання теплопровідності в композитних матеріа- лах за допомогою високопродуктивних обчислювальних методів. Розв’язання складної математичної задачі розділено на кілька незалежних процесів за допомогою методу MPI, щоб максимізувати обчислювальну ефективність. Структура моделі враховує властивості композиційного матеріалу та його компонентів. Для дослідження теплових властивостей застосовано метод скінченних елементів (МСЕ). Результати обчислень демонструють високу ефективність і точність запропонованого підходу, підтверджуючи його актуальність як для наукових досліджень, так і для навчальних цілей.

This study explores an approach to modeling heat conduction in composite materials using high-performance computing methods. The solution of a complex mathematical problem is decomposed into multiple independent processes through the MPI method to maximize computational efficiency. The model structure accounts for the properties of the composite material and its components. The finite element method (FEM) is applied to study the thermal properties. Computational results demonstrate the high efficiency and accuracy of the proposed approach, confirming its relevance for both scientific research and educational purposes.