Lethe-DEM：一款具有负载均衡的开源并行离散元求解器
材料科学
2021-06-18 v1
摘要
化工行业中约 的原材料和 的产品为颗粒材料。离散元法（DEM）可提供颗粒尺度现象的详细洞察，因此常用于颗粒材料建模。然而，由于 DEM 分别追踪单个颗粒的运动与接触，其计算代价随颗粒数（）非线性增加（ -- ，取决于算法）。本文介绍一款具有负载均衡的新开源并行 DEM 软件：Lethe-DEM。Lethe-DEM 是 Lethe 的一个模块，包含二维与三维 DEM 模拟求解器。负载均衡使 Lethe-DEM 根据颗粒模拟不同可显著提升并行效率约 。我们阐述了 Lethe-DEM 的基本模块、软件架构及控制方程。此外，我们通过包括解析解及与其他软件对比在内的多项测试对 Lethe-DEM 进行验证。在平底料仓、楔形料仓和旋转鼓中与实验的对比验证了 Lethe-DEM。我们分别在有/无负载均衡下，以 和 进程对 Lethe-DEM 进行强缩放与弱缩放研究。强缩放分析在楔形料仓与旋转鼓模拟上进行，弱缩放分析采用溃坝模拟。Lethe-DEM 最佳可扩展性出现在 范围。最后，我们通过在 320 核上以 模拟三维圆柱料仓，展示了 Lethe-DEM 可开展大规模模拟。
引用
@article{arxiv.2106.09576,
title = {Lethe-DEM : An open-source parallel discrete element solver with load balancing},
author = {Shahab Golshan and Peter Munch and Rene Gassmoller and Martin Kronbichler and Bruno Blais},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.09576},
year = {2021}
}