2011 2(7)

Вернуться в содержание

   Краткая аннотация

 

Страницы:

112 - 118

Язык:

RU

Библ.:

24


Скачать статью:

2011_2(7)_19.pdf

 

 

РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА РЕШЕТОЧНЫХ УРАВНЕНИЙ БОЛЬЦМАНА НА МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ГРАФИЧЕСКИХ УСКОРИТЕЛЯХ ДЛЯ 3D МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМ ТИПА ЖИДКОСТЬ-ПАР

Куперштох А.Л.

Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия


Ссылка для цитирования:Citation:

Куперштох А.Л. Реализация метода решеточных уравнений Больцмана на многопроцессорных графических ускорителях для 3D моделирования двухфазных систем типа жидкость-пар / А.Л. Куперштох // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2011. - Вып. 2(7). - С. 112 - 118.


Ключевые слова:Keywords:

метод решеточных уравнений Больцмана; фазовые переходы; динамика многофазных сред; термокапиллярный эффект; компьютерное моделирование; графические процессоры


Аннотация:Abstracts:

Сравнительно новый метод решеточных уравнений Больцмана (LBE) представляет собой дискретную модель сплошной среды. В настоящее время метод LBE вполне может конкурировать с традиционными методами вычислительной гидродинамики, а в некоторых областях (многофазные и многокомпонентные течения) он имеет значительные преимущества. При моделировании фазовых переходов метод LBE представляет собой метод сквозного счета границ раздела фаз. Алгоритм LBE хорошо распараллеливается на большое количество потоковых процессоров в современных графических картах (Graphics Processing Unit, GPU). Ускорение расчетов достигает 70-90 раз. Приведены примеры трехмерного моделирования спинодальной декомпозиции, разрыва тонких пленок жидкости за счет термокапиллярного эффекта и процесса разрушения тонкостенного жидкого пузыря.


Литература:References:

  1. McNamara G.R., Zanetti G. Use of the Boltzmann equation to simulate lattice-gas automata // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61, N 20. P. 2332-2335.

  2. Higuera F.J., Jiménez J. Boltzmann approach to lattice gas simulations. // Europhys. Lett. 1989. V. 9, N 7. P. 663-668.

  3. Chen S., Doolen G.D. Lattice Boltzmann method for fluid flow // Annu. Rev. Fluid Mech. - 1998. V. 30. P. 329-364.

  4. Aidun C.K., Clausen J.R. Lattice-Boltzmann Method for Complex Flows // Annu. Rev. Fluid Mech. 2010. V. 42. P. 439-472.

  5. Broadwell J.E. Study of rarefied shear flow by the discrete velocity method // J. Fluid Mech., 1964. V. 19. P. 401-414.

  6. Qian Y.H., Orzag S.A. Lattice BGK models for the Navier - Stokes equation: Nonlinear deviation in compressible regimes // Europhys. Lett. 1993. Vol. 21. P. 255-259.

  7. Koelman J.M. V.A. A simple lattice Boltzmann scheme for Navier-Stokes fluid flow // Europhys. Lett. 1991. V. 15, N 6. P. 603-607.

  8. Bhatnagar P.L., Gross E.P., Krook M.K. A model for collision process in gases.I. Small amplitude process in charged and neutral one-component system // Phys. Rev. 1954. V. 94, N 3. P. 511-525.

  9. Kupershtokh A.L. Calculations of the action of electric forces in the lattice Boltzmann equation method using the difference of equilibrium distribution functions // Доклады VII Межд. научн. конф. "Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей", Санкт-Петербург, 2003, с. 152-155.

  10. Kupershtokh A.L. New method of incorporating a body force term into the lattice Boltzmann equation // Proc. of the 5th International EHD Workshop, Poitiers, France, 2004, pp. 241-246.

  11. Куперштох А.Л. Учет действия объемных сил в решеточных уравнениях Больцмана // Вестник НГУ: Серия "Математика, механика и информатика". 2004. Т. 4, № 2. С. 75-96.

  12. Kupershtokh A.L. Criterion of numerical instability of liquid state in LBE simulations // Computers and Mathematics with Applications, 2010. V. 59, N 7. P. 2236-2245.

  13. Ginzburg I., Adler P.M. Boundary flow condition analysis for the three-dimensional lattice Boltzmann model // J. Phys. II France. 1994. V. 4. N 2. P. 191-214.

  14. Shan X., Chen H. Lattice Boltzmann model for simulating flows with multiple phases and components // Phys. Rev.E. 1993. V. 47, N 3. P. 1815-1819.

  15. Qian Y.H., Chen S. Finite size effect in lattice-BGK models // International Journal of Modern Physics C. 1997. Vol. 8, N 4. P. 763-771.

  16. Zhang R., Chen H. Lattice Boltzmann method for simulations of liquid-vapor thermal flows // Phys. Rev.E. 2003. V. 67, N 6. P. 066711.

  17. Куперштох А.Л. Моделирование течений с границами раздела фаз жидкость-пар методом решеточных уравнений Больцмана // Вестник НГУ: Серия "Математика, механика и информатика". 2005. Т. 5, № 3. С. 29-42.

  18. Kupershtokh A.L., Karpov D.I., Medvedev D.A., Stamatelatos C.P., Charalambakos V.P., Pyrgioti E.C., Agoris D.P., Stochastic models of partial discharge activity in solid and liquid dielectrics // IET Science, Measurement and Technology. 2007. V. 1, N 6. P. 303-311.

  19. Kupershtokh A.L., Medvedev D.A., Karpov D.I. On equations of state in a lattice Boltzmann method // Computers and Mathematics with Applications, 2009. Vol. 58, N 5. P. 965-974.

  20. Kupershtokh, A.L. (2011). "A lattice Boltzmann equation method for real fluids with the equation of state known in tabular form only in regions of liquid and vapor phases", Computers and Mathematics with Applications, Vol. 61, No. 12, pp. 3537-3548.

  21. Li W., Wei X., Kaufman A. Implementing lattice Boltzmann computation on graphics hardware // Visual Computer. 2003. V. 19. P. 444-456.

  22. Tölke J., Krafczyk M. TeraFLOP computing on a desktop PC with GPU for 3D CFD // International Journal of Computational Fluid Dynamics. 2008. V. 22, N 7. P. 443-456.

  23. Janßen C., Krafczyk M. Free surface flow simulations on GPGPU using the LBM // Computers and Mathematics with Applications, 2011. V. 61, N 12. P. 3549-3563.

  24. Obrecht C., Kuznik F., Tourancheau B., Roux J.-J., Multi-GPU implementation of the lattice Boltzmann method // Computers and Mathematics with Applications. 2011. In press., doi: 10.1016/j.camwa. 2011.02.020.

 

 
     

© НПВК "Триакон" 2009-2016