基于 Mole-8.5 的气固流动大规模直接数值模拟
流体动力学
2010-11-15 v1 计算物理
摘要
在具有大规模并行 GPU-CPU 混合计算特征的多尺度超级计算系统 Mole-8.5 上实现了气固流动的直接数值模拟（DNS），其中采用了格子玻尔兹曼方法（LBM）、浸入移动边界（IMB）方法与离散元方法（DEM）。对约 1,166,400 个 75 微米固体颗粒分布在 11.5cm x 46cm 区域内的二维悬浮流，以及 129,024 个固体颗粒分布在 0.384cm x 1.512cm x 0.384cm 区域内的三维悬浮流，实现了低于颗粒尺度的全分辨模拟，并观察到了明显的多尺度非均匀性。在双精度下，单块 Nvidia C2050 GPU 相比单核 Intel E5520 CPU 实现了近 20 倍的加速，且在使用多达 672 块 GPU 时保持了近乎理想的扩展性。模拟表明，结合并行 GPU 计算的 LB-IMB-DEM 建模可能为探索复杂气固流动的基本机制与本构定律提供一种极具前景的方法，而目前这些机制与定律在实验和理论研究中均知之甚少。
引用
@article{arxiv.1011.2613,
title = {Large-Scale DNS of Gas-Solid Flow on Mole-8.5},
author = {Qingang Xiong and Guofeng Zhou and Bo Li and Ji Xua and Xiaojian Fang and Junwu Wang and Xianfeng He and Xiaowei Wang and Limin Wang and Wei Ge and Jinghai Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.2613},
year = {2010}
}
备注
12 pages, 7 figures; submitted to Chemical Engineering Science