針對氣體和氣固體系的模擬,解決了傳統分子動力學軟球(Soft sphere,SS)模型效率低下,而硬球(Hard sphere, HS)模型難以并行的問題。
采用事件驅動和時間驅動耦合算法、多殼層鄰居列表法、重疊鏈檢測法等加速模擬,大規模并行模擬效率比經典分子動力學模擬提高3-5個數量級。
根據化學反應碰撞理論建立反應模塊,形成了模擬計算效率高、可擴展性好的耦合模擬方法,可進一步耦合SS,SPH,DEM等離散模擬方法和CFD等網格方法。
適配Intel CPU、ARM架構下多種國產CPU、NVIDIA GPU以及FPGA等平臺,支持進程級+線程級+向量化單元的大規模多級并行異構計算;采用網格列表建立并行化、數據重排、分支結構優化以及計算通訊隱藏等多種并行加速方法。
包括氣固多相催化反應-擴散-流動耦合過程模擬分析、催化劑孔道內反應-傳遞耦合過程模擬及結構優化設計、吸附劑內吸附-擴散耦合過程模擬及結構優化設計、擴散-吸附-反應耦合機制和調控規律研究等。
具有多相流的高效高精度數值模擬功能,可應用于航空發動機設計研究,包括發動機內部多相流動過程模擬、典型霧化動態結構模擬、燃油霧化性能評估和預測等。
能夠模擬氣體的流動和擴散、氣固表面的催化復合反應以及氣動加熱等過程,可應用于高超聲速飛行器近壁反應流模擬、高超聲速飛行器熱防護材料研制、高超聲速飛行器熱防護系統的設計、優化和性能評估等
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