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格子多相流體力學(xué)模擬軟件LMFD

LMFD是由中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所研發(fā)的格子Boltzmann框架下的多相流體力學(xué)模擬仿真平臺(tái)，具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法和獨(dú)特的前后處理功能，適用于CPU和GPU等計(jì)算平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模仿真計(jì)算。在化工、冶金、能源、水利、環(huán)保、航空航天等相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛前景。

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特色功能

全過(guò)程 GPU 計(jì)算方案

顆粒場(chǎng)以及流體與顆粒的相間耦合全部在 GPU 上高并行實(shí)現(xiàn)，無(wú)需 CPU 參與運(yùn)算

所有求解模塊均完全采用 GPU 并行計(jì)算，具有非常高的執(zhí)行效率

面向不同應(yīng)用的多相流求解模塊

針對(duì)氣固問(wèn)題，推出顆粒解析直接數(shù)值模擬模塊 LBM—PR DNS，即顆粒解析的直接數(shù)值模擬

針對(duì)氣固兩相流中顆粒數(shù)量龐大的問(wèn)題，推出面向工程應(yīng)用的LBM-DPS 模塊，即離散顆粒模擬

針對(duì)跨尺度顆粒流動(dòng)問(wèn)題，軟件包含了跨顆粒尺度模塊 LBM—PR-DNS—DPS，支持解析顆粒與非解析顆粒的混合求解

針對(duì)氣液?jiǎn)栴}，軟件 LBM-PF 模塊基于 LBM 方法耦合相場(chǎng)法實(shí)現(xiàn)了大密度比氣液兩相流問(wèn)題

超高的計(jì)算效率

以非解析方法計(jì)算 12.8 萬(wàn)個(gè)顆粒流化算例為例，與公開(kāi)的記錄對(duì)比。LMFD基于純 GPU 的氣固兩相流算法，相比于 CPU 算法加速比達(dá) 103，相較于 CPUGPU 異構(gòu)算法，加速比達(dá) 6.98，具備極高的計(jì)算效率

典型應(yīng)用

化工冶金

例如高爐爐內(nèi)煤氣分布模擬、循環(huán)流化床氣固兩相流模擬、流化床內(nèi)構(gòu)建設(shè)計(jì)仿真、可變形顆粒沉降、熱等離子體反應(yīng)器進(jìn)氣優(yōu)化、顆粒噴管優(yōu)化等

生物醫(yī)藥

多孔介質(zhì)微球捕集氣溶膠病毒顆粒、鼻腔吸入氣溶膠顆粒物效果評(píng)估

氣象、航空航天

應(yīng)用案例有機(jī)翼轉(zhuǎn)捩及傳熱分析、三維壓氣機(jī)流動(dòng)模擬、二維壓氣機(jī)流動(dòng)模擬、洋流湍流模擬計(jì)算等

多物理場(chǎng)耦合

在機(jī)房通風(fēng)換熱分析、大規(guī)模光伏陣列速度、溫度、濕度多物理場(chǎng)仿真等

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