CPU-GPU异构体系下基于离散元法的散体物料运输问题的数值模拟

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loupee
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
颗粒物质是大量离散颗粒组成的复杂体系,由于其”散”和”动”的特殊力学特征,颗粒系统的宏观行为与微观机理比较难于掌控,用宏观的连续体力学理论分析散体现象将带来理论与实际的偏离等不足,离散元法(DEM)是刻画颗粒运动规律与动力学参数的一类重要模型,已成为解决该问题的重要方法.随着高分辨率模型的不断推出,数值模拟对计算机容量和速度需求随之快速增长,已成为制约大规模 DEM应用的主要瓶颈,并行计算是解决这一问题的有效途径.本文基于CPU-GPU异构体系,针对一类含液桥力的离散元模型,围绕散体物料运输的并行数值模拟开展研究.  基于一类含液桥力的离散元模型完成了散体物料运输中紧急刹车过程的数值模拟.首先针对散体物料运输问题建立了不含液桥力的离散元模型,接着在湿颗粒系统中引入了液桥作用力,建立了含液桥力的离散元模型并研制了相应的串行解法器,最后对干湿颗粒系统进行了对比数值实验,比较分析了液桥力对颗粒的作用力分布及堆积现象的影响,模拟发现在刹车过程中颗粒由于惯性作用向车厢前端堆积,并形成一个斜坡,当在模拟中考虑液桥作用时,颗粒对车厢壁的作用力变大,颗粒的流动变慢,堆积形成的斜坡变缓.  面向CPU-GPU异构体系,为上述离散元模型研制了相应的并行解法器,主要步骤为:(1)根据求解系统规模动态开设数组,研制相应的串行解法器,(2)在串行解法器的基础上,面向异构体系通过设计合理的数据结构避免存储并发访问冲突等技术研制了相应的并行解法器.将所研制的并行解法器应用于散体物料运输的数值模拟,模拟结果表明新的并行解法器重构了串行解法器的数学行为且具有良好的并行加速比,如在K40c GPU平台上,其平均加速比达到了13.01.
其他文献
大家都非常清楚,我们所生活的这个世界是不能完全用线性的理论知识就能够得到完全解决的,客观的说,我们的世界是一个非线性,看似混乱、无序的。混沌理论20世纪的后半期得到了长足
安全性和运行速度是衡量公钥密码算法效率的重要因素,公钥密码算法的安全性主要基于一个困难的NP问题,例如离散对数求解问题。而算法的设计将影响算法的运行速度。本文分析了背
狄拉克方程是相对论量子力学的基本方程。对于不同的势场,径向狄拉克方程是耦台的…阶微分方程组。但是只有氢原子和均匀磁场中的电子等少数问题求得了其精确解。在大多数情况
我们在大体积混凝土设计过程中考虑充分,施工过程中采用适当的混合料、外加剂和严格的施工质量控制,以及在后期养护阶段加强养护,尽量降低大体积混凝土内外温差等一系列办法,可以
期刊
学位
烂根是混凝土主要的外观质量缺陷,其产生原因主要是模板制作和混凝土施工不规范。烂根的大小和深浅,取决于混凝土的水灰比大小和振捣时间的长短。在堵海绵条之后,还必须用水泥砂
期刊
当我们使用控制图对一个过程进行检测时,通常情况下我们取样都是间隔相同的时间,且样本容量也相同。在这篇文章中我们提出一种基于序贯抽样的EWMA均值控制图。当序贯抽样的思想
本文主要研究Hardy算子的加权端点估计.证明了对于某些权函数ω,当0