LBM

摘要： 为了研究圆柱阵列的除尘效率,以圆柱捕集颗粒物为例,基于Lattice-Boltzmann方法(LBM),探讨了不同类型圆柱阵列表面的积灰过程、形态及其在圆柱表面的堆积。首先使用LBM算法计算圆柱阵列绕流,接着从计算域入口处注入灰尘颗粒,并计算颗粒的运动轨迹、在圆柱表面的堆积。结果表明颗粒物在圆柱表面的堆积对流体流动有显著影响,并且不能忽略颗粒堆积物对流场的影响;颗粒物堆积形貌在一定条件下呈枝簇结构,且枝簇结构朝与来流相反的方向生长;不同布置的圆柱阵列对灰尘捕集效率有显著影响;圆柱阵列中后排圆柱受前排阵列影响很大,其捕集颗粒数量相对较少。

摘要： 格子玻尔兹曼方法(LBM)是一类广泛应用的介观尺度下的流体数值模拟方法。其缺陷在于,它对于计算资源的要求较高,一般情况下难以实现即时模拟。文章构造了一种新的基于U−Net的卷积神经网络(CNN,convolutional neural network)以对LBM进行加速,以一次卷积神经网络模型的运算代替原本需要进行多次的时间步迭代。对一系列层流绕柱流动的数值模拟进行试验,发现:该方法能够在保证计算精度较高的同时,相较于串行的LBM程序有约250倍加速,验证了该方法的有效性。

摘要： 利用浆料直写技术对SiO_(2)粉末进行成型时,将受到诸多因素的影响,其中颗粒大小即为其中重要因素之一。利用不同颗粒大小SiO_(2)粉末制备对应的陶瓷浆体,针对流变实验中浆体呈现的典型非牛顿特征,提出一种修正格子Boltzmann方法(LBM)对浆体在挤出机中的流动进行分析,从流体力学角度探究颗粒大小对浆体流动性的影响,结果表明不同颗粒大小导致了流线中心位置及流速大小的差异,较小粒径的陶瓷粉末将有助于浆体的流动。对于不同颗粒大小制成的浆体,其在挤出机中的流动均主要集中在中部位置,在后期设计挤出机结构时可考虑增加螺距,增大有效流动区域。

摘要： 热油管道停输后,不均匀的温度场会使原油产生自然对流,Ra数是描述自然对流传热强弱的无量纲量,分析Ra数对管道中心点原油温度的影响,对确定管道安全允许停输时间有着重要的意义.考虑了原油的自然对流,采用分区法建立了基于焓法的格子Boltzmann双分布函数模型,编程计算分析了Ra数对热油管道截面温度场与管道中心点温度的影响.结果表明:随着Ra数的增大,增强的自然对流会扰动原油温度场,从而扰动管道中心点原油温度,使得原油换热第一、二阶段的管道中心点温降速率显著加快,温降曲线由线性下降过渡为非线性下降,表现出对流换热的特性,而原油换热第三阶段的温降速率受Ra数影响较小.

摘要： 利用浆料直写技术可实现陶瓷3D打印的无模常温成型,基于螺杆挤出机在食品加工等领域的广泛应用,提出一种螺杆挤出结构代替原有的针筒式挤出结构,为了理解陶瓷浆体在螺杆螺道内的流动情况,首先通过流变仪测定了浆体的流变特征并采用MATLAB拟合了浆体的本构方程,最后利用格子Boltzmann方法(LBM)对流动过程进行了分析,获得了流线图及速度场分布情况,由数值模拟的结果可以发现,浆体的流动主要集中在螺道的中部,而在靠近壁面的部分速度较小.

摘要： 草炭土是在地表积水环境下植物残体经氧化和部分分解作用而堆积形成的一种特殊的腐殖质土.含大量植物纤维的草炭土具有高渗透性、高孔隙比、高含水率等不良工程地质特性.为了探究草炭土的孔隙特征与其孔隙内部的渗流规律,本文以吉林省敦化地区草炭土为研究对象,通过CT扫描技术获取草炭土样的CT序列图像.采用试凑法,通过Mimics的mask体积计算功能并结合土体的真实孔隙率确定了图像二值化的最优阈值,并得到了更接近土体的细观结构的三维重构模型.同时基于Lattice Boltzmann Method原理,在PALABOS代码库的基础上改编程序进行草炭土样的单相渗流模拟,研究了恒定压差下的土体的模拟渗透率值与渗流场的性质,并结合Paraview可视化软件分析了流线与流速在孔隙内的分布情况.研究结果表明:草炭土内部孔隙孔径大小不一,大孔径孔隙与小孔径孔隙形态各异,而植物纤维的架空状分布以及根状孔隙是土体内部形成大孔径孔隙通道的主要原因;流体在其内部流动时,优先以大孔径通道渗流,流线也集中于大孔径渗流通道,流体在大孔径通道内部的流速也高于散布的细小孔径,草炭土的渗透率主要取决于其内部大孔径的数量,因此草炭土的渗透率受到土中植物纤维的含量以及分解度的影响,植物纤维的含量越多,分解度越低,草炭土的渗透率越高,反之则越低.

摘要： 以纤维捕集颗粒物为例,基于Lattice-Boltzmann方法(LBM),探讨了圆柱表面的积灰过程的算法.首先使用LBM算法计算了纤维绕流,接着从计算域入口处随机注入灰尘颗粒并研究积灰过程和积灰形貌.结果表明:结合LBM方法,该算法可实现流场和颗粒物运动的耦合计算;颗粒物堆积形貌在一定条件下呈枝簇结构,且枝簇结构朝与来流相反的方向生长.

摘要： 以纤维捕集颗粒物为例,基于Lattice-Boltzmann方法(LBM),探讨了圆柱表面的积灰过程的算法。首先使用LBM算法计算了纤维绕流,接着从计算域入口处随机注入灰尘颗粒并研究积灰过程和积灰形貌。结果表明结合LBM方法,该算法可实现流场和颗粒物运动的耦合计算;颗粒物堆积形貌在一定条件下呈枝簇结构,且枝簇结构朝与来流相反的方向生长。

摘要： 本文利用消息传递接口库实施数据传递，将SPMD编程模式的并行算法与LBM相结合，提出了LBM的两种并行计算方法，在小型局域网下实现了对二维方腔自然对流换热问题的LBM并行模拟。数值结果表明，所建立的并行计算环境和区域分解并行算法能够得到正确和收敛的数值结果。对并行算法作出的性能分析表明，所给出的区域分解并行算法得到了明显的加速效率。

摘要： 本文利用消息传递接口库实施数据传递，将SPMD编程模式的并行算法与LBM相结合，提出了LBM的两种并行计算方法，在小型局域网下实现了对二维方腔自然对流换热问题的LBM并行模拟。数值结果表明，所建立的并行计算环境和区域分解并行算法能够得到正确和收敛的数值结果。对并行算法作出的性能分析表明，所给出的区域分解并行算法得到了明显的加速效率。

摘要： 本文利用消息传递接口库实施数据传递，将SPMD编程模式的并行算法与LBM相结合，提出了LBM的两种并行计算方法，在小型局域网下实现了对二维方腔自然对流换热问题的LBM并行模拟。数值结果表明，所建立的并行计算环境和区域分解并行算法能够得到正确和收敛的数值结果。对并行算法作出的性能分析表明，所给出的区域分解并行算法得到了明显的加速效率。

摘要： 本文利用消息传递接口库实施数据传递，将SPMD编程模式的并行算法与LBM相结合，提出了LBM的两种并行计算方法，在小型局域网下实现了对二维方腔自然对流换热问题的LBM并行模拟。数值结果表明，所建立的并行计算环境和区域分解并行算法能够得到正确和收敛的数值结果。对并行算法作出的性能分析表明，所给出的区域分解并行算法得到了明显的加速效率。

摘要： 本文利用消息传递接口库实施数据传递，将SPMD编程模式的并行算法与LBM相结合，提出了LBM的两种并行计算方法，在小型局域网下实现了对二维方腔自然对流换热问题的LBM并行模拟。数值结果表明，所建立的并行计算环境和区域分解并行算法能够得到正确和收敛的数值结果。对并行算法作出的性能分析表明，所给出的区域分解并行算法得到了明显的加速效率。

摘要： 本文利用消息传递接口库实施数据传递，将SPMD编程模式的并行算法与LBM相结合，提出了LBM的两种并行计算方法，在小型局域网下实现了对二维方腔自然对流换热问题的LBM并行模拟。数值结果表明，所建立的并行计算环境和区域分解并行算法能够得到正确和收敛的数值结果。对并行算法作出的性能分析表明，所给出的区域分解并行算法得到了明显的加速效率。

摘要： ＬＢＭ系采有湿挤压改性和增效工艺生产的新型泥浆材料。

摘要： 本发明公开了一种基于LBM‑DEM集料级配界面特性调控的人造岗石智能制造方法，包括：（1）人造岗石集料表征及甄选决策数据集建立；（2）粉体级配与材料内部参数获取及机器学习数据集优选；（3）基于带标签集料系统、树脂系统实验数据集和LBM‑DEM仿真结果数据集，形成模拟数据集合，完成预处理和建模训练过程测试；（4）基于上述的智能系统建立人造岗石生产线控制系统，智能控制投料、物料搅拌、控温、分散性及成本，实现基于LBM‑DEM集料级配界面特性调控的人造岗石智能制造。本发明通过机器学习，实现人造岗石的原料前处理、甄选级配并精细化优组、平衡成本与树脂体系用量，完成表面改性与共混等关键技术的链接与集成，最终实现人造岗石产业的智能制造。

摘要： 本发明公开了一种基于LBM‑DDA耦合的堆积体渗流侵蚀破坏模拟计算方法，包括输入LBM流场个DDA块体，得到LBM‑DDA流固耦合模型；计算DDA块体对LBM流场的单向作用；计算LBM流场动量；计算LBM流场作用于DDA块体的流体曳力；DDA块体的接触搜索；计算DDA块体的大位移和大变形；判断是否到达最大计算时间，若达到，得到渗流侵蚀破坏的数值模拟结果。本发明以LBM方法为流体计算部分，DDA方法作为固体动力计算部分，实现了基于LBM与DDA方法的堆积体渗流侵蚀破坏流固耦合的处理和求解，更真实地模拟堆积体渗流破坏水‑力耦合作用机制。

摘要： 本发明公开了多孔介质LBM计算网格生成方法，包括步骤：S1，获取多孔介质几何数模文件；S2，判断几何空间域的范围；S3，计算LBM物理求解域范围及各方向的网格节点数；S4，计算多孔介质几何数模文件的各固体骨架表面单元在LBM计算空间的区域范围；S5，判断固体骨架表面单元是否存在交点并标记；S6，进行流/固求解域与边界的判断；S7，根据交点排列的奇偶性对流/固区域进行区分；S8对LBM计算空间内的流/固区域与边界进行标识，进而完成LBM计算网格的生成等；本发明使得计算网格的生成能同时兼顾微细结构重建的真实性与网格空间分辨率的可调整性，能够提升LBM求解的灵活性与可靠性等。

摘要： 本发明公开了一种基于LBM‑DEM集料级配界面特性调控的人造岗石智能制造方法，包括：（1）人造岗石集料表征及甄选决策数据集建立；（2）粉体级配与材料内部参数获取及机器学习数据集优选；（3）基于带标签集料系统、树脂系统实验数据集和LBM‑DEM仿真结果数据集，形成模拟数据集合，完成预处理和建模训练过程测试；（4）基于上述的智能系统建立人造岗石生产线控制系统，智能控制投料、物料搅拌、控温、分散性及成本，实现基于LBM‑DEM集料级配界面特性调控的人造岗石智能制造。本发明通过机器学习，实现人造岗石的原料前处理、甄选级配并精细化优组、平衡成本与树脂体系用量，完成表面改性与共混等关键技术的链接与集成，最终实现人造岗石产业的智能制造。

摘要： 本发明提供一种肢芽间充质细胞群，其衍生自哺乳动物侧板中胚层细胞，并且是PRRX1蛋白阳性的。

摘要： 一种基于LBM的编织陶瓷纤维复合材料的传热特性测试方法，属于材料性能测试领域。目前对于陶瓷纤维材料的导热性能的研究不足，在实验方面，也缺乏理论计算依据。本发明基于晶格Boltzmann方法针对陶瓷纤维不同编织结构进行物理建模，拟合得到比热容和声子平均自由程参数；选定计算时所用的网格划分方法、格子模型和边界条件，并确定声子热输运格子Boltzmann方程；通过仿真软件针对不同的编制结构的类型计算不同温度、不同编织角、不同纤维半径下材料的热导率，求出相对偏差；并分析该因素对材料各向异性导热性能的影响以及不同编织结构对材料的各向异性导热性能影响。本发明方法以晶格玻尔兹曼方程为依据，仿真模拟效果优秀。

摘要： 本发明提供一种基于VOF模型结合LBM‑LES大涡模拟的喷水推进舰船喷口尾迹数值模拟方法，包括以下步骤：S1、应用UG软件建立喷水推进舰船实体三维模型；根据喷水推进舰船喷口结构和参数，基于VOF两相流模型结合LBM‑LES大涡模拟方法建立喷口尾迹数值模拟计算域；S2、对喷口所在区域进行划分和网格加密；S3、定义包含大气、水体的模型为计算域，定义材料及相、设置相见相互作用、设置边界条件后，追踪两相流界面；S4、将VOF两相流模型结合LBM‑LES大涡模拟，对流场使用滤波函数，将独立的变量分解为大尺度的可解分量和亚格子尺度量；设置收敛标准、计算时间步长、设定计算总时长，利用PISO算法进行数值模拟；S5、监测物理量，输出尾迹运动特征的模拟结果。

摘要： 本发明提供基于连通孔隙划分计算区域的LBM并行优化方法及装置，能够根据计算节点数量均衡划分子域数量，使各计算节点都能负载均衡高效处理，提高计算处理效率。方法包括：步骤1.根据系统中计算节点数量N确定应分解的子域总数N；步骤2.分解计算域：沿x轴将流域划分为nx个具有相同或相近单元数的区域，然后沿y轴将每个区域划分为ny个具有相同或相近单元数的子区域，最后将这nx×ny个子区域沿z轴划分nz次，得到N个具有相同或相近单元数的子域，每个子域均为多个孔隙单元组成的立体区域；并且，分解后具有最大单元数的子域和具有最小单元数的子域间的单元数差异应不超过总单元数的千分之一；步骤3.分配计算任务。

摘要： 本发明涉及一种基于异构众核的LBM并行优化方法，其包括以下步骤：根据上述发明构思，本文发明一种针对多层网格的LBM并行优化方法包括以下步骤：步骤一，根据LBM并行运算特性改变多层网格下的计算流程；步骤二，在进程任务划分上，采取二维划分策略，同时根据划分情况设计相应的通信策略；步骤三，根据LBM并行运算特性设计通信缓冲区大小以及安排所需数据进行通信。具体优点有：根据LBM并行运算的特点，减少了通信同步的次数，从而降低CPU空置的比重；在任务进程划分上采取了二维划分策略，在保证正确的基础上使得计算域边界可以根据计算量大小灵活调整，不需要整齐对应；只需要部分数据通信即可保证计算正确，减少通信数据量。最终效果体现为加速比和加速效率的提升。

摘要： 本发明公开了多孔介质LBM计算网格生成方法，包括步骤：S1，获取多孔介质几何数模文件；S2，判断几何空间域的范围；S3，计算LBM物理求解域范围及各方向的网格节点数；S4，计算多孔介质几何数模文件的各固体骨架表面单元在LBM计算空间的区域范围；S5，判断固体骨架表面单元是否存在交点并标记；S6，进行流/固求解域与边界的判断；S7，根据交点排列的奇偶性对流/固区域进行区分；S8对LBM计算空间内的流/固区域与边界进行标识，进而完成LBM计算网格的生成等；本发明使得计算网格的生成能同时兼顾微细结构重建的真实性与网格空间分辨率的可调整性，能够提升LBM求解的灵活性与可靠性等。