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颗粒解析的复杂液固两相流模拟研究

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

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