复杂流动多尺度模拟中的粒子方法

复杂流动中的多尺度结构对理论和工程研究都是巨大的挑战,而多尺度方法也成为其必然的选择.粒子方法(particlemethod,PM)是多尺度方法的理想组件和有力的研究手段.以此为背景,从拟颗粒模拟出发,比较了一些粒子方法在模拟中的精度和效率,综述了不同粒子方法在复杂流动多尺度模拟中的作用,介绍了基础和应用研究上的一些进展,并对今后的研究方向进行了展望.

颗粒流体系统宏观拟颗粒模拟的并行算法

基于宏观拟颗粒模型(MaPPM),提出了一种适合不同粒径复杂粒子系统和多相流体系统的并行算法.利用多重网格技术,对每个计算处理器(PE)上不同粒径级别的粒子根据其所在位置进行分区管理.应用所设计的算法,模拟了一个二维气-固两相流系统并测算了系统中颗粒相所受的曳力和气-固相间滑移速度随时间的变化,以及不同时刻流场中空隙率的波动情况.计算分析结果表明该算法具有较高的并行效率和良好的可扩展性,也体现了MaPPM模拟复杂流体系统所具有的独特优势.

并行计算构件技术在过程模拟中的应用

本文围绕当前应用领域对并行计算的需求趋势,阐述了高性能计算中的并行构件开发技术的应用前景。提出了分步实现领域专用的SPMD模型下并行库的思想。在此基础上,以神威并行计算机为依托,初步实现了一个颗粒流体系统拟颗粒模拟并行库的设计。实验表明,该方法能有效提高并行程序的开发效率。