采用混合并行方法的颗粒解析沉积物输运模拟
流体动力学
2022-07-27 v2 计算物理
摘要
通过采用混合并行方法的颗粒解析模拟，研究了可侵蚀沉积物床上的沉积物输运。为了克服传统区域分解方法在遇到沉积物输运中颗粒分布高度不均匀时的负载不平衡挑战，我们将Darmana等人（2006）最初为点颗粒模拟开发的并行方法进行了修改，并实现到颗粒解析模拟中。提出了一种新颖的内存优化技术，以减少混合方法对等尺寸球形颗粒的内存需求。当前的混合并行方法在一个包含超过一百万个球形颗粒的挑战性沉积物输运测试案例中，展示了良好的可扩展性和高并行效率。我们的代码通过多个基准案例进行了验证，结果与文献中的实验和计算数据吻合良好。此外，还模拟了可侵蚀沉积物床上的湍流。提出了一种提取方法来区分跃移和滚动颗粒，并提取颗粒-移动床相互作用的冲击和反弹信息。给出了几个跃移参数的概率分布函数（PDF），如冲击和反弹事件的速度、角度和展向角速度。为湍流中的颗粒-移动床相互作用建立了溅射函数，这在实验中很少被研究，有助于模拟湍流中复杂的颗粒-床相互作用。
引用
@article{arxiv.2108.01814,
title = {Particle resolved simulation of sediment transport by a hybrid parallel approach},
author = {Zhengping Zhu and Ruifeng Hu and Yinghaonan Lei and Lian Shen and Xiaojing Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01814},
year = {2022}
}