Dreidimensionale parallele numerische Simulation des Prozesses der Partikelansammlung in einer Wirbelschichtanordnung auf Basis von OpenMP
LI Bin
,
YAO Lu
,
JIAO Mingyue
,
ZHOU Zunkai
,
DOI:
摘要
Die CFD-DEM, die die Diskrete Elementmethode (DEM) und die Computational Fluid Dynamics (CFD) kombiniert, wird breit in der numerischen Simulation von Wirbelschichtanordnungen eingesetzt, aber aufgrund der großen Rechenlast der DEM ist es schwer, die Anforderungen an die reale Simulation von Wirbelschichtanordnungen zu erfüllen, daher ist die Erforschung von parallelisierten DEM-Algorithmen von großer Bedeutung. Unter Berücksichtigung der Bewegungsmerkmale von Partikeln innerhalb der Wirbelschicht wurde ein paralleles Berechnungsmodell für die Partikelphase im Gas-Feststoff-Strömungsverlauf auf der Basis von DEM entwickelt, und auf der Grundlage der parallelen Technologie OpenMP wurden die Kraftberechnung der Partikeln und die parallele Aktualisierung der Partikelgeschwindigkeit und -position erreicht. Es wurde ein paralleles numerisches DEM-Simulationsprogramm unter Verwendung der Sprache Fortran zur Simulation des Partikelansammlungsprozesses in einer dreidimensionalen Wirbelschichtanordnung entwickelt und die Simulationsergebnisse mit denen des sequenziellen Programms verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass das auf der OpenMP-Technologie basierende parallele Programm den Prozess der Partikelansammlung innerhalb einer Wirbelschichtanordnung korrekt simulieren kann und eine gute Beschleunigungsrate aufweist, was die Berechnungseffizienz deutlich erhöht und die Berechnungszeit verkürzt; mit der Zunahme der Berechnungsthreads steigt auch die Beschleunigungsrate, aber der entsprechende Anstieg nimmt ab.