宏微观耦合流体模拟的统一前后端处理研究

论文摘要

微流体领域的研究主要针对微观尺寸下复杂流体的控制、操作和检测技术展开,对生物、化学、材料等领域具有重要的理论意义和实用价值,是未来流体研究的重要发展方向。宏微观耦合模拟是微流体研究的一类重要方法,而前后端处理又是宏微观耦合模拟方法的重要过程。然而,目前宏微观耦合模拟领域尚无统一高效的前后端处理方法。本课题针对这一具有重要研究与实用价值的问题,基于SALOME软件平台,对宏微观耦合流体模拟的统一前后端处理方法展开研究。论文主要工作如下:首先,设计了基于SALOME平台的宏微观耦合模拟统一前后端处理工具的总体结构。在对SALOME软件平台的架构、模块编程技术和模块组织结构进行了深入分析的基础上,结合宏微观耦合模拟前后处理的工作流程,对统一前后处理工具的需求进行了分析,并设计了基于 SALOME 平台的 M2P3（Macro-Micro Pre-Post Processing,宏微观耦合模拟前后端处理）工具总体结构。其次,设计并实现了 M2P3前后处理模块。对宏微观耦合模拟前后端处理的功能需求进行UML建模与逐步精化;设计与实现了具有良好用户友好性的M2P3前处理模块,简化了用户的操作步骤,提高领域用户的前处理效率;深入分析了后处理过程中微观粒子信息到宏观场信息的转化方法,完成了 M2P3后处理模块的功能实现。最后,对宏微观耦合模拟前后端处理方法进行了性能优化。基于对M2P3性能瓶颈的分析,重点采用MPICH和OpenMP方法对M2P3后处理过程进行了性能优化,并对相关实现进行了测试与分析,结果表明文中设计的并行优化策略具有较好的并行效率,有效提高了工具的执行性能。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 胡俊

导师: 兰少华

关键词: 宏微观耦合模拟,前后端处理,并行

来源: 南京理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 南京理工大学

分类号: O35

DOI: 10.27241/d.cnki.gnjgu.2019.000086

总页数: 70

文件大小: 6387K

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标签：宏微观耦合模拟论文;  前后端处理论文;  并行论文;