| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第21-37页 |
| 1.1 课题背景 | 第21-22页 |
| 1.2 颗粒流体系统模拟方法 | 第22-27页 |
| 1.2.1 复杂颗粒离散元模型 | 第23-24页 |
| 1.2.2 两相流直接数值模拟 | 第24-26页 |
| 1.2.3 两相流离散颗粒模型 | 第26-27页 |
| 1.3 CPU+MIC+GPU异构并行计算 | 第27-33页 |
| 1.3.1 高性能计算设备 | 第27-30页 |
| 1.3.2 多进程和多线程并行技术 | 第30-31页 |
| 1.3.3 颗粒流体系统的异构并行计算 | 第31-33页 |
| 1.4 本论文的研究思路和主要内容 | 第33-37页 |
| 第2章 复杂颗粒离散模拟—基于NURBS的DEM | 第37-63页 |
| 2.1 复杂颗粒模型 | 第37-46页 |
| 2.1.1 NURBS简介及NURBS颗粒描述 | 第37-40页 |
| 2.1.2 NURBS颗粒接触判断 | 第40-43页 |
| 2.1.3 NURBS颗粒受力模型 | 第43-46页 |
| 2.1.4 基于面元法的DEM | 第46页 |
| 2.2 基于NURBS的DEM的二维验证 | 第46-56页 |
| 2.2.1 椭圆形状描述精度对比 | 第47-49页 |
| 2.2.2 圆及椭圆颗粒碰撞运动轨迹对比 | 第49-54页 |
| 2.2.3 圆及椭圆颗粒堆积算例 | 第54-56页 |
| 2.2.4 二维颗粒堆积算例计算速度对比 | 第56页 |
| 2.3 三维基于NURBS的DEM模拟 | 第56-59页 |
| 2.4 基于NURBS的DEM的多线程并行加速 | 第59-62页 |
| 2.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 第3章 两相流直接数值模拟—LBM-DEM耦合的DNS | 第63-109页 |
| 3.1 LBM-DEM耦合的DNS方法实现 | 第64-70页 |
| 3.1.1 流体求解模型—LBM | 第64-65页 |
| 3.1.2 颗粒求解模型—DEM | 第65-67页 |
| 3.1.3 流固耦合—IBM | 第67-70页 |
| 3.2 两段法周期边界模拟三维气固环流反应器提升管 | 第70-79页 |
| 3.2.1 两段法周期边界条件设置 | 第70-71页 |
| 3.2.2 两段法周期边界模拟三维气固提升管算例设置 | 第71-72页 |
| 3.2.3 模拟结果与分析 | 第72-79页 |
| 3.3 两段法周期边界模拟三维液固环流反应器提升管 | 第79-89页 |
| 3.3.1 算例设置 | 第79-81页 |
| 3.3.2 模拟结果与分析 | 第81-89页 |
| 3.4 DNS的多尺度异构并行计算 | 第89-104页 |
| 3.4.1 基于GPU的LBM并行优化 | 第89-94页 |
| 3.4.2 基于CPU和MIC的DEM优化 | 第94-97页 |
| 3.4.3 多进程LBM的MPI通讯优化 | 第97-101页 |
| 3.4.4 基于CPU+MIC+GPU的多尺度异构并行计算 | 第101-104页 |
| 3.5 DNS性能测试 | 第104-107页 |
| 3.5.1 独立算法单卡性能 | 第104-106页 |
| 3.5.2 多尺度并行性能 | 第106-107页 |
| 3.6 本章小结 | 第107-109页 |
| 第4章 两相流颗粒离散模拟-CFD-DEM耦合的DPM | 第109-141页 |
| 4.1 CFD-DEM耦合的DPM方法实现 | 第110-115页 |
| 4.1.1 流体求解模型—求解N-S方程 | 第110页 |
| 4.1.2 颗粒求解模型—粘附力模型DEM | 第110-113页 |
| 4.1.3 流固耦合 | 第113-114页 |
| 4.1.4 基于CPU+GPU的多尺度并行DPM | 第114-115页 |
| 4.2 溶胀PE颗粒—烷烃环流反应器提升管模拟 | 第115-123页 |
| 4.2.1 体系物性参数与算例设置 | 第115-117页 |
| 4.2.2 提升管内部DNS模拟结果与分析 | 第117-119页 |
| 4.2.3 提升管DPM模拟算例结果与分析 | 第119-123页 |
| 4.3 溶胀PE颗粒—烷烃液固环流反应器模拟 | 第123-138页 |
| 4.3.1 算例设置 | 第123-125页 |
| 4.3.2 模拟结果分析 | 第125-138页 |
| 4.4 本章小结 | 第138-141页 |
| 第5章 结论与展望 | 第141-145页 |
| 5.1 主要结论 | 第141-142页 |
| 5.2 论文创新点 | 第142-143页 |
| 5.3 进一步研究展望 | 第143-145页 |
| 参考文献 | 第145-157页 |
| 致谢 | 第157-159页 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 | 第159页 |
