大规模粒子模拟并行前处理系统的设计与实现

粒子模拟是目前化工、材料、生物等领域重要的研究手段之一。随着计算机软硬件的发展和大规模并行集群的出现,可模拟的粒子规模越来越大,模拟对象也越来越复杂。前处理是粒子模拟初始数据的生成环节,它负责将模拟对象转化为粒子系统,并按照模拟算例需求,将粒子数据输出为文件。前处理是连接模拟对象和模拟计算的纽带,是粒子模拟过程中关键的一步。本文提出的设计方案是首先使用BRLCAD建立模拟对象的三维模型,然后将三维模型转换为空间枚举,接着在空间枚举的规则块中填充粒子,同时通过使用元胞法检测粒子之间的冲突来保证粒子的合法性,最后根据粒子的类型和位置计算粒子的物性并将粒子数据输出到文件。本文根据该设计方案结合MPI并行计算技术,实现了大规模粒子模拟并行前处理系统,并进行了一系列的测试证明了该系统的实用性和可靠性。

粒子方法前处理系统的设计与实现

粒子方法作为一种直观而常见的模拟方法,已在化工、材料、生物等领域广泛应用。本文针对粒子方法前处理过程的实际需求,利用开源项目BRLCAD的相关功能,设计实现粒子方法的前处理系统。该前处理系统包含几何建模、粒子生成、边界生成等3个模块,提供图形化交互式的几何建模和前处理结果显示功能,以完成复杂边界,多种粒子的复杂算例前处理工作,扩展性良好。最后用实例,说明利用此系统处理工作时,能以简单的步骤,建立较复杂模拟算例的初始数据。