一种基于CUDA并行加速的高精度溶质输移模拟方法技术

技术编号:42760277 阅读:30 留言:0更新日期:2024-09-18 13:47
一种基于CUDA并行加速的高精度溶质输移模拟方法,建立基于Navier‑Stokes方程的二维水动力学模型,采用非结构网格的有限体积法求解,模拟二维水流过程;建立改进R因子的TVD法的二维水动力与污染物输移模型;以物质输运的对流扩散方程为基础,分别离散求解对流项与扩散项,基于水流条件,获得污染物输移过程;拆分二维水动力与污染物输移模型结构,采用CUDA并行加速方法重构二维水动力与污染物输移模型二维水动力与污染物输移模型,引入PINGPANG方法加速模型计算效率;率定模型参数,优化CUDA参数,应用模型获取污染物输移过程。本发明专利技术能够较为快速准确地模拟污染物输移过程,特别适用于对高浓度聚集型污染物输移模拟,为相关场景应用提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污染物输移模拟领域,特别涉及一种基于cuda并行加速的高精度溶质输移模拟方法。


技术介绍

1、在自然流域中,污染物输移计算过程通常具有复杂的边界条件,模拟过程需要适应灵活的几何形状。对于高强度污染物团的输移特点,局部质量平衡并且减小人为扩散是保证高精度污染物输移模拟的关键。目前大多数的数值方法求解对流扩散可以分为欧拉、拉格朗日或欧拉-拉格朗日混合方程。欧拉方法通常质量守恒,但是容易受到过度数值离散或人为震荡的影响。拉格朗日方法从本质上消除了虚假的数值离散,但是粒子追踪所需的速度插值也会导致局部质量平衡误差。同样的问题也出现在一些常用的欧拉-拉格朗日混合程序中,例如特征线法(moc)。针对上述方法各自的缺点,现有学者进行了大量的研究。例如在欧拉-拉格朗日混合方法中采用向后跟踪修正方法进行结合,跟踪流体体积相关的质量从而很好地保存了局部质量。在应对聚集污染物模拟时,niu等人采用基于羽流位置和浓度场随时间演化的动态粒子分配方法,可以在使用较少粒子并且在精度损失很小的情况下提高moc的效率。同样,在欧拉方法中,一般采用高精度的有效方案逼近平流项,使本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于CUDA并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于CUDA并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于:步骤1中,二维水动力学模型控制方程为浅水方程,求解过程为:

3.根据权利要求2所述的一种基于CUDA并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于:基于Navier-Stokes方程与物质输运方程的高精度污染物输移模型为:

4.根据权利要求3所述的一种基于CUDA并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于:控制方程求解方法:

5.根据权利要求4所述的一种基于CUDA并行加速的高...

【技术特征摘要】

1.一种基于cuda并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于cuda并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于:步骤1中,二维水动力学模型控制方程为浅水方程,求解过程为:

3.根据权利要求2所述的一种基于cuda并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于:基于navier-stokes方程与物质输运方程的高精度污染物输移模型为:

4.根据权利要求3所述的一种基于cuda并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于:控制方程求解方法:

5.根据权利要求4所述的一种基于cuda并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于:物质输移方程对流扩散项求解方法为:

6.根据权利要求5所述的一种基于cuda并行加速的高精度溶质输移模拟方法,其特征在于:所述基于cuda并行加速方法特点改进物质输移求解步骤为:

7.根据权利要求6所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:李文达曹辉翟少军刘新波任玉峰马一鸣李文晖曾志强张艳梁志明
申请(专利权)人:中国长江电力股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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