检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2013年第23期33卷 107-117,2页

作者：李德波樊建人罗坤岑可法广东电网公司电力科学研究院广东省广州市510060 能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

对欧拉–拉格朗日下气固两相流动并行直接数值模拟算法的最新研究成果进行了系统的总结。主要涉及到气固两相流大规模并行直接数值模拟空间导数离散格式的选取,流体相和颗粒相并行区域划分的策略,颗粒相并行数据传递的逻辑控制方法,颗... 详细信息

对欧拉–拉格朗日下气固两相流动并行直接数值模拟算法的最新研究成果进行了系统的总结。主要涉及到气固两相流大规模并行直接数值模拟空间导数离散格式的选取,流体相和颗粒相并行区域划分的策略,颗粒相并行数据传递的逻辑控制方法,颗粒相碰撞并行的实现方法,三维计算区域二个方向分解并行计算的若干关键问题,以及并行加速比和并行效率的计算结果。指明了解决欧拉–拉格朗日下气固两相流动并行直接数值模拟算法若干关键问题,以及今后需要解决的若干关键问题。

关键词：欧拉-拉格朗日气固两相流直接数值模拟颗粒碰撞算法大规模并行计算

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基于Burgers向量提取与分析的改进PRD算法在位错环模拟中的应用

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原子能科学技术 2023年第8期57卷 1614-1624页

作者：徐鑫铖聂宁明王瑾贺新福曾艳张纪林王珏万健杭州电子科技大学浙江杭州310018 中国科学院计算机网络信息中心北京100190 中国原子能科学研究院北京102413

RAFM钢经中子辐照后会产生两种类型的间隙位错环(1/2〈111〉环和〈100〉环),导致长时间服役后出现辐照硬化与脆化现象,因此理清不同类型位错环的形成与转变过程对材料微结构演化及性能预测具有重要意义。本文基于加速分子动力学中的并... 详细信息

RAFM钢经中子辐照后会产生两种类型的间隙位错环(1/2〈111〉环和〈100〉环),导致长时间服役后出现辐照硬化与脆化现象,因此理清不同类型位错环的形成与转变过程对材料微结构演化及性能预测具有重要意义。本文基于加速分子动力学中的并行副本复制法(PRD),通过分析位错环转变的机理特性,提取Burgers向量,改进了PRD在位错环模拟上的应用,实现了〈100〉环向1/2〈111〉环的加速转变现象模拟。结果表明:在1000 K下,采用改进PRD算法程序进行模拟,小尺寸〈100〉环会发生向1/2〈111〉环的转变,转变时间比传统分子动力学方法更快;大尺寸〈100〉环会出现〈100〉位错段和1/2〈111〉位错段共存的状态,甚至在带有Ni溶质元素的〈100〉环中还发现了完全转变到1/2〈111〉位错环的现象。此外,对程序模拟的准确性进行验证并分析评估了加速性能与并行性能,通过与原PRD算法对比,发现其并行效率远高于原PRD,并行效率在90%左右,且并行规模的增加对于并行性的影响不大,可以很好地进行大规模并行扩展。

关键词：位错环 Burgers向量加速分子动力学大规模并行计算位错环转变

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《无网格方法在空气动力学中的应用及前沿进展》专栏征稿

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空气动力学学报 2025年第1期43卷 131-132页

作者：《空气动力学学报》编辑部《空气动力学学报》编辑部

随着航空航天技术的快速发展,传统基于网格的计算方法在处理极端力学条件下的复杂气动问题时日益显现其局限性。无网格方法在处理网格再生、复杂几何形状、自由表面流动、大规模并行计算等方面具有明显优势。本专栏聚焦无网格方法在空... 详细信息

随着航空航天技术的快速发展,传统基于网格的计算方法在处理极端力学条件下的复杂气动问题时日益显现其局限性。无网格方法在处理网格再生、复杂几何形状、自由表面流动、大规模并行计算等方面具有明显优势。本专栏聚焦无网格方法在空气动力学领域的最新研究进展与创新应用,内容涵盖四大核心方向:1.无网格方法的理论基础与算法改进:探讨光滑粒子流体动力学(SPH)、移动粒子半隐式法(MPS)、格子玻尔兹曼方法(LBM)、物质点法(MPM)、近场动力学方法(Peridynamics)等典型无网格方法的数值稳定性提升策略和高阶精度算法改进。

关键词：无网格方法算法改进空气动力学航空航天技术物质点法数值稳定性提升策略大规模并行计算

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基于非结构网格有限差分法的扎染算法

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航空学报 2021年第7期42卷 251-263页

作者：刘君魏雁昕陈洁大连理工大学航空航天学院大连116024

应用有限差分法时遵循贴体坐标系下离散等价方程的离散准则,格式中仅用到当地网格点的坐标变换系数,据此可以构建新的非结构网格有限差分法,数值算例表明在空间二维情况下用连接离散点的3条网格线构造出来的一阶迎风格式可以稳定收敛。... 详细信息

应用有限差分法时遵循贴体坐标系下离散等价方程的离散准则,格式中仅用到当地网格点的坐标变换系数,据此可以构建新的非结构网格有限差分法,数值算例表明在空间二维情况下用连接离散点的3条网格线构造出来的一阶迎风格式可以稳定收敛。把这种非结构网格有限差分法推广到三维,在4条网格线基础上进行离散计算,然后提出一种局部区域多重网格、重复计算的新算法。首先在包含物体的整个区域采用直角坐标系下的均匀网格进行计算,然后消除物体内部点对物体外部流场区域的影响,最后在物面和直角网格之间很小的局部区域填补非结构网格进行计算,计算过程类似于中国传统的扎染工艺。处理流场内存在曲面物体边界问题时,相较于常规结构网格差分算法,扎染算法尽管在计算中包含需要特殊处理的无用网格点,也存在重复计算的局部区域,但是以这些计算能力的浪费为代价,换取了编程简便、内存量小、网格生成快捷、易于扩展网格规模等优势。定性分析表明,这种扎染算法非常适合研制大规模并行计算,建立的计算流体力学应用软件可以充分发挥数十万至百万处理器核心的超级计算机的效能。

关键词：有限差分法非结构网格离散等价方程大规模并行计算扎染算法

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危化品爆炸大规模高精度仿真软件研发与应用

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中国安全科学学报 2022年第9期32卷 20-28页

作者：王成钱琛庚张文耀谷恭天崔洋洋北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京理工大学计算机学院智能信息技术北京市重点实验室

为精准模拟大尺度化工园区、城市建(构)筑物群、加油/气站等场景内多元、多相危险化学品爆炸传播时空演化，基于多组分反应流Navier-Stokes控制方程，研发高精度保正加权本质无振荡限差分格式、Compact-WENO杂交有限差分格式等先进的数... 详细信息

为精准模拟大尺度化工园区、城市建(构)筑物群、加油/气站等场景内多元、多相危险化学品爆炸传播时空演化，基于多组分反应流Navier-Stokes控制方程，研发高精度保正加权本质无振荡限差分格式、Compact-WENO杂交有限差分格式等先进的数值计算方法；结合网格自适应、计算区域自适应扩大等高效加速算法与信息传递接口并行方法，采用Fortran语言自主开发危化品爆炸高精度有限差分求解器；采用C++语言基于面向对象程序设计方法自主开发适用于有限差分格式的前后处理模块；集成高精度求解器与前后处理模块，自主研发危化品爆炸大规模高精度仿真软件。结果表明：该软件可计算包含任意种组分的化学反应模型，具有多种湍流及湍流燃烧模型，能够实现危化品泄漏-扩散-爆炸全过程数值仿真。

关键词：危化品爆炸高精度仿真软件高精度有限差分格式(HFD) 大规模并行计算湍流燃烧

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湍流模拟壁面距离MPI/OpenMP混合并行计算方法

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空气动力学学报 2019年第6期37卷 883-892页

作者：赵钟何磊张健徐庆新张来平中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所

针对计算流体力学在湍流数值模拟过程中壁面距离计算效率不高的问题,设计了一种基于ADT数据结构搜索的MPI/OpenMP混合并行计算方法,以大幅提高大规模网格壁面距离的计算效率,降低因内存消耗而对网格规模的限制。首先分析了壁面距离计算... 详细信息

针对计算流体力学在湍流数值模拟过程中壁面距离计算效率不高的问题,设计了一种基于ADT数据结构搜索的MPI/OpenMP混合并行计算方法,以大幅提高大规模网格壁面距离的计算效率,降低因内存消耗而对网格规模的限制。首先分析了壁面距离计算精度对湍流模拟的重要性,介绍了壁面距离计算的几何基础。随后基于区域分解思想,将计算域划分为不同的子分区,服务器进程收集全局壁面面元网格信息后发送给其他所有进程,各进程根据全局壁面信息,基于ADT数据结构搜索其网格分区内的单元,精确计算壁面距离。为了解决全局壁面信息内存过大的问题,采用MPI/OpenMP混合并行算法,使得各计算节点中仅有一个或少数几个壁面信息备份,这些壁面信息备份被节点内的其他各进程所共享。最后采用大规模网格进行了壁面距离计算测试,网格规模最大达到33.2亿,结果表明,该方法的计算精度和直接搜索法一致,内存耗费下降70%,计算时间减少约1个量级,能满足大规模CFD数值模拟的需求。

关键词：湍流壁面距离 ADT搜索大规模并行计算风雷软件

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民机飞发集成构型中机翼多目标优化设计

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空气动力学学报 2018年第6期36卷 941-948页

作者：薛帮猛张文升张志雄中国商飞北京民用飞机技术研究中心民用飞机设计数字仿真北京市重点实验室北京102211

利用超级计算机资源求解雷诺平均N-S方程(RANS),计算评估大量外形方案性能,在可接受的时间周期内完成民机飞发集成构型下机翼多目标优化设计。搭建了集成机翼CST参数化、复杂外形网格变形、快速CFD流场解算和自动后处理等关键环节,用遗... 详细信息

利用超级计算机资源求解雷诺平均N-S方程(RANS),计算评估大量外形方案性能,在可接受的时间周期内完成民机飞发集成构型下机翼多目标优化设计。搭建了集成机翼CST参数化、复杂外形网格变形、快速CFD流场解算和自动后处理等关键环节,用遗传算法全局寻优的优化系统。合理的流程设计使该系统可在"天河2号"超级计算机上同时对数百个方案实施计算评估。在并行计算、加速收敛等技术的综合运用下,使用包含800万单元的多块结构化网格,对NASA CRM (Common Research Model)机翼/机身/短舱/吊挂构型的计算分析可在15min内结束。在3点3目标优化案例中,用90个设计变量表达CRM机翼9个控制剖面的中弧线和扭转角,60h内完成了超过10000个外形方案的计算分析,遗传进化40代。与初始外形相比,PARETO前缘上选择的最优解的各设计点取得了2～10count(1count=阻力系数0.0001)的减阻效果。

关键词：飞机/发动机集成多目标优化设计大规模并行计算计算流体力学网格变形

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基于PANDA平台的多点基础激励谐响应的并行计算

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计算物理 2018年第4期35卷 443-450页

作者：于晨阳范宣华王柯颖肖世富中国工程物理研究院总体工程研究所

基于PANDA自主并行计算平台,采用模态叠加法对多点基础激励作用下的谐响应分析开展算法设计和并行实现研究,构建相应的并行求解模块.结合商业有限元软件对研发模块的正确性进行验证;将该模块应用于某光机装置,实现11.88亿自由度超大规... 详细信息

基于PANDA自主并行计算平台,采用模态叠加法对多点基础激励作用下的谐响应分析开展算法设计和并行实现研究,构建相应的并行求解模块.结合商业有限元软件对研发模块的正确性进行验证;将该模块应用于某光机装置,实现11.88亿自由度超大规模的高效并行求解.结果表明：研发的多点基础激励谐响应分析模块可用于复杂装备的高效精细数值模拟,具备强大的并行计算能力,最大可扩展CPU核数可达数千个,远超现有通用商业有限元软件.

关键词： PANDA平台多点基础激励大规模并行计算谐响应有限元

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基于JASMIN的地下水流大规模并行数值模拟

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计算物理 2013年第3期30卷 317-325页

作者：程汤培莫则尧邵景力北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室北京100088 北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

针对具有精细网格剖分、长时间跨度特征的地下水流模拟中计算时间长、存储开销大等瓶颈问题,基于MODFLOW三维非稳定流计算方法,提出基于网格片的核心算法以及基于影像区的通信机制,并在JASMIN框架上研制了大规模地下水流并行数值模拟程... 详细信息

针对具有精细网格剖分、长时间跨度特征的地下水流模拟中计算时间长、存储开销大等瓶颈问题,基于MODFLOW三维非稳定流计算方法,提出基于网格片的核心算法以及基于影像区的通信机制,并在JASMIN框架上研制了大规模地下水流并行数值模拟程序JOGFLOW.通过河南郑州市中牟县雁鸣湖水源地地下水流的模拟,对程序正确性和性能进行了验证;通过建立一个具有精细网格剖分的假想地下水概念模型对可扩展性进行测试.相对于32核的并行程序,在512以及1 024个处理机上的并行效率分别可达77.2%和67.5%.数值模拟结果表明,JOGFLOW具有较好的计算性能与可扩展性,能够有效使用数百上千计算核心,支持千万量级以上网格剖分的地下水流模型的大规模并行计算.

关键词：高仿真地下水流模拟大规模并行计算 JOGFLOW MODFLOW JASMIN框架

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基于并行计算的混凝土坝—地基体系地震损伤破坏过程机理和定量评价准则研究

基于并行计算的混凝土坝—地基体系地震损伤破坏过程机理和定量评...

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作者：郭胜山中国水利水电科学研究院

学位级别：博士

鉴于高坝大库抗震安全的重要性,本文依托中国工程院重点咨询项目“西部强震区高坝大库抗震安全研究”专题三高坝体系地震损伤破坏研究,紧密结合实际工程震例,针对在超设计地震动输入下高混凝土坝损伤破坏过程这一战略重点研究中的基础... 详细信息

鉴于高坝大库抗震安全的重要性,本文依托中国工程院重点咨询项目“西部强震区高坝大库抗震安全研究”专题三高坝体系地震损伤破坏研究,紧密结合实际工程震例,针对在超设计地震动输入下高混凝土坝损伤破坏过程这一战略重点研究中的基础性关键问题,作出了如下主要创新之处。 (1)基于更贴近实际的高混凝土坝地震响应非线性动力分析模型(包括坝体-地基-库水动态相互作用影响,拱坝横缝开合影响,能量向远域地基逸散的辐射阻尼影响,近域地基各类地形、地质构造影响,坝基非均匀地震动输入影响等),提出了考虑在超设计地震动输入下,坝体和地基岩体材料非线性损伤破坏过程的分析模型和求解方法。 (2)采用基于损伤变量的损伤力学理论,提出直接依据大坝混凝土拉、压损伤应力-应变全过程试验结果给出的损伤演化本构关系求解,考虑了往复地震作用下,卸载时的残余变形影响、拉压损伤演化的本构关系差异及其在坝体实际复杂应力状态下的相互影响,避免了弹-塑性-损伤求解方法中的不确定性因素的影响和其计算过程中的复杂性。计算中还考虑了模型网格尺寸的特征长度影响。 (3)为对分析中的建模、计算方法和结果进行检验,结合了经受1967年强震的印度柯伊那重力坝和经受了2008年汶川地震的沙牌碾压混凝土拱坝在超设计地震作用的震例,对其震情作出了分析和解释；并和采用现行多种坝体和地基模型的计算结果进行了比较,验证了采用本文提出的方法计算结果更符合实际震情。在柯伊那坝震情的验算中,采用了基于坝基实测强震记录确定其地震动输入,在沙牌拱坝震情的验算中,采用了基于汶川地震面源模型和对已有强震台站的记录进行参数校正后的随机有限断层法给出的沙牌坝址计入幅值和频率非平稳影响的超设计地震动输入；坝体混凝土强度采用了在坝体现场钻孔的试件实测动态强度。分析中考虑了地震发生时的气温、水温、水位及坝体横缝和诱导缝状况,以求尽量结合实际。验证了沙牌拱坝在汶川地震中的实际状态。 (4)由于整个坝体-地基-库水体系的接触和材料非线性模型十分复杂,计算工作量极为庞大。目前计算的沙牌拱坝单元总数404090,节点总数425568和接触点对2112对,总自由度超过120万,加以汶川地震破裂过程导致的地震动输入持续时间长,常规的串行计算方法无法满足要求。为此,采用了并行计算技术,对整个体系采用了区域分解算法,充分利用了现有多核微机,使计算时间大为缩短,具有可在实际工程设计中推广应用的操作性。本文计算分析中应用的串、并行全部计算软件都是本文自主研发成果,为揭示高坝体系地震损伤过程提供了强有力的手段。 (5)目前现行抗震模型中忽略了坝顶以上山体,为比较两岸坝顶以上山体的影响,初步计算了在坝体和地基作为弹性情况下,忽略坝顶山体的分析模型对体系地震响应加速度的影响。

关键词：混凝土坝非线性动力分析模型损伤力学模型接触和材料非线性大规模并行计算

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