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| 1 | 颗粒凝并动力学MonteCarlo方法的高效GPU并行计算显示文摘Monte Carlo(MC)方法作为一种求解颗粒群平衡方程(PBE)的有效方法(PBMC),由于它对多维问题的适应性、符合实际颗粒动力学特征的离散和随机本质、程序结构相对简单、易于编程实现等优点受到人们持久、普遍的关注.但在涉及到颗粒凝并问题时,常规的PBMC方法计算代价较高,与模拟颗粒数目的平方成正比,限制了其工程应用.并行计算技术的快速发展,特别是近年来NVIDIA公司提出的计算统一设备架构(CUDA)为PBMC的快速高效模拟提供了一个良好的平台.本文在CUDA平台上实现了颗粒凝并动力学PBMC的图形处理器(GPU)并行计算(分别实现了累计概率法和接受-拒绝法选择凝并对)及中央处理器(CPU)的协同处理,与目前广泛运行于CPU的串行计算相比,取得了精确的计算结果和非常明显的加速,计算代价仅与颗粒数目成正比,在当前主流GPU/CPU设备上能够达到上百倍的加速比. | 赵海波 徐祖伟 刘昕 史家伟 郑楚光 | 2014 | 科学通报2014，59，14： | 3 |
| 2 | 高雷诺数顶盖驱动方腔流实验显示文摘为得到高雷诺数(1×10^5-1×10^6)条件下顶盖驱动方腔水流流场和速度分布,设计了边长为0.2 m和0.5 m的立方腔,并利用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)对方腔流流场进行测量,分析方腔流流场特性和边壁对流场影响规律。结果表明:雷诺数达到5×10^5时方腔流中主涡旋发生变形,雷诺数从5×10^5增大到1×10^6过程中,中间的初级涡旋(Primary eddy,PE)继续变形,并分裂成两个涡旋;随着雷诺数的增大,顺流次级涡旋(Downstream Secondary Eddy Region,DSE)区域面积缩小,雷诺数为5×10^5时DSE区域可看到成型的涡旋,当雷诺数为1×10^6时,DSE区域继续缩小,在同样条件下看不到成型的涡旋;雷诺数增大的过程中各边壁的边界层变薄,边壁对方腔流流场特性影响明显。 | 张金凤 常璐 马平亚 | 2015 | 水科学进展2015，26，2： | 3 |
| 3 | 基于CPU-GPU异构并行的复杂场地近断层地震动谱元法模拟显示文摘利用基于CUDA编程平台实现的工作站级CPU-GPU异构并行方法开展了实际场地近断层地震动谱元法模拟.通过模拟SECE/USGS提供的自发破裂模型TPV15,测试了工作站级CPU-GPU异构并行方法的计算精度与计算效率,并将该方法应用于1679年三河—平谷M8.0地震的强地面运动模拟,以证实该方法对真实设定地震动模拟的适用性.模拟结果显示:CPU-GPU异构并行计算时间较CPU并行计算时间明显减少,加速比最高值分别为CPU 36核和72核的3.04和2.16倍;1679年三河—平谷M8.0地震的强地面模拟结果清晰地体现出近断层地震动的集中性、破裂的方向性、速度脉冲和永久位移等近断层地震动特征以及真实地形对近断层地震动所产生的影响.结果表明,CPU-GPU异构并行方法有效地提高了谱元法模拟的计算效率,可应用于大尺度复杂场地地震波场模拟. | 巴振宁 赵靖轩 吴孟桃 梁建文 | 2022 | 地震学报2022，44，1： | 3 |
| 4 | 稀薄气体效应对常规布局导弹气动特性的影响显示文摘导弹气动特性是准确预测弹道的前提条件,也是衡量导弹射程的重要依据。在稀薄大气飞行环境下,连续介质假设的前提条件已不再成立,其对应的计算方法无法获得准确的气动参数。通过对常规布局导弹进行建模,利用基于介观的格子Boltzmann方法计算导弹在稀薄大气条件下的气动参数,并与连续介质假设条件下获得的气动参数进行对比。通过计算导弹的高空弹道,发现稀薄气体效应虽在一定程度上改变了导弹气动特性,但对准确预测高空弹道的影响很小。 | 阮政委 何志强 周文雅 邢健 | 2016 | 航空兵器2016，23，5： | 2 |
| 5 | 格子Boltzmann方程模拟高雷诺数三维方腔流显示文摘为分析方腔流内部流场的特性和验证格子Boltzmann方法模拟湍流的能力,应用标准Smagorinsky涡粘性模型与多松弛时间格子Boltzmann方程(Multiple Relaxation Time Lattice Boltzmann Equation,MRT-LBE)组合对高雷诺数(Re=10 000)三维方腔流进行数值研究,计算了时间平均量,如速度,均方根速度、雷诺应力以及中心断面(y=W/2)处的流线等高线。模拟结果与已有实验和数值模型结果比较可知,MRT-LBE能够精准地计算剪切驱动方腔内流场的变化。另外,将基于图形处理(graphic processor unit,GPU)的计算统一设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)并行技术引入到基于MRT-LBE的Smagorinsky模型以提高计算效率,计算效率提高达200倍。 | 康海贵 李承功 | 2013 | 水道港口2013，34，5： | 0 |
| 6 | GPU加速的中子输运稳态格子Boltzmann方法显示文摘采用具有强局部特性的格子Boltzmann方法(LBM)对多维介质中的中子输运过程进行模拟。同时,为了提高LBM计算的速度,应用了图形处理器(GPU)加速技术对LBM计算过程进行了并行加速。典型中子输运问题的数值模拟结果表明,LBM能准确的模拟中子输运问题,同时GPU加速技术能有效的提高LBM的计算效率。二者的结合能够实现中子输运问题的高效准确计算。 | 马宇 王亚辉 彭星杰 夏榜样 | 2018 | 核动力工程2018，39，S2： | 0 |
| 7 | 大温差气固相互作用模型的分子动力学研究显示文摘气固相互作用是许多物理问题的基础,描述气体分子反射速度分布的散射核模型在宏、微观流动研究中都有重要的应用.经典散射核模型大都依赖于待定的调节参数,且仅适用于气固温度相同或相近的情形.本文针对不同温度气体分子在固定温度壁面上的相互作用问题,利用分子动力学(MD)方法直接模拟气体分子的散射过程,获得气体分子反射速度与入射状态的对应关系,进而应用机器学习方法,以Cercignani-Lampis-Lord模型为基础,从直接模拟数据中重建出更精确的、考虑气固温度差影响的修正散射核模型,分析气体分子散射特性及模型参数随气固温度比的变化规律.结果表明,在所讨论温度范围内,与MD模拟结果相比较,修正散射核模型能准确重现反射速度与同方向入射速度的概率密度分布;气固温度差异对散射核的影响体现在特征温度调整为气体温度、调节系数随入射速度及气固温度比变化等两个方面.随着气固温度比变大,气体分子入射速度对散射特征的影响增强,当温度比超过2.5时切向反射速度分布不再受温度影响,而法向速度持续缓慢变化. | 吴晓妍 王子敬 秦丰华 罗喜胜 | 2022 | 中国科学:物理学、力学、天文学2022，52，2： | 0 |
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