基于云计算的视网膜毛细血管血流及靶向药物递送大规模模拟
流体动力学
2025-12-03 v1 计算工程、金融与科学
性能
摘要
我们研究了云计算在复杂几何结构中进行生物流体大规模、紧耦合模拟的能力，这类模拟传统上在超级计算机中心进行。我们在公有云上实现了可扩展且高效的模拟。我们对重建毛细血管中的血流进行了尺度为 meso 的模拟，并检讨了通过人工细菌鞭毛（ABFs）进行的靶向药物递送。模拟采用两种软件框架进行：Mirheo（由我们团队开发）和 LAMMPS。Mirheo 在最高达 512 块 GPU 时表现出显著的弱可扩展性。同样地，LAMMPS 对纯溶剂以及血浆和 ABFs 在重建视网膜毛细血管中的情况，都表现出优异的弱可扩展性。特别是，LAMMPS 在云端对 2000 核以上仍保持 90% 以上的弱比例缩放。我们的发现表明，云计算可以支持具有竞争性能的紧耦合大规模科学模拟。
引用
@article{arxiv.2512.02090,
title = {Scalable, Cloud-Based Simulations of Blood Flow and Targeted Drug Delivery in Retinal Capillaries},
author = {Lucas Amoudruz and Sergey Litvinov and Riccardo Murri and Volker Eyrich and Jens Zudrop and Costas Bekas and Petros Koumoutsakos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.02090},
year = {2025}
}