目前,隨著流體仿真技術(shù)的發(fā)展,對(duì)流體仿真實(shí)時(shí)性的要求越來(lái)越高;例如,用于煤層氣開采的水力壓裂方法需要研究水體和管道之間的相互作用,所以水流的高效率、高實(shí)時(shí)性模擬對(duì)研究水力壓裂方案參考意義重大。拉格朗日方法中的平滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SPH)方法仍是用來(lái)模擬水流現(xiàn)象的常用方法,其基本思想是將水流看做由一系列粒子組成。整個(gè)模擬流程包括流體粒子初始化、流體粒子的受力分析、流體粒子與固壁交互、更新粒子速度和位置等過(guò)程。而粒子受力是受其相鄰粒子(光滑核半徑)中粒子影響的,相鄰粒子搜索占用了流體模擬的大部分時(shí)間;再者,在流體與固壁交互過(guò)程中,固壁邊界處粒子處理的好壞直接影響流體模擬的真實(shí)性。針對(duì)在水流模擬中鄰域搜索算法對(duì)水流模擬效率的影響,在原有臨近粒子搜索算法的基礎(chǔ)上,為提高鄰近粒子搜索速度,將結(jié)合GPU的并行操作能力和多維樹搜索算法優(yōu)點(diǎn)的多維樹搜索算法應(yīng)用在水流模擬中,使整個(gè)算法在GPU上進(jìn)行;通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明本算法無(wú)論在臨近粒子的搜索時(shí)間和搜索效率上可以很大程度的提高臨近粒子的搜索效率,搜索時(shí)間上相比較基于CPU的多維樹搜索算法執(zhí)行速度快了5～6倍,達(dá)到了水流模擬的高效率。尤其是在粒子數(shù)目較多時(shí)效果更...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1粒子近似法示意圖

中北大學(xué)學(xué)位論文f(x)f(x')W(xx',h)dx'替，則（2.3）進(jìn)一步表示為：f(x)f(x')W(xx')dx'一系列粒子，要對(duì)某個(gè)粒子屬性如離子鄰粒子的累加屬性計(jì)算，即通過(guò)核半徑法。圖2.1是粒子近似法的示意圖，對(duì)他粒....

圖3.1光滑核函數(shù)大致形狀

圖3.1光滑核函數(shù)大致形狀函數(shù)具有以下性質(zhì)：核函數(shù)一般是偶函數(shù)，具有對(duì)稱性。核函數(shù)越光滑，求得的近似函數(shù)結(jié)果越好的核半徑h趨向于0時(shí)，滿足Dirac函數(shù))。x'|h時(shí)，光滑核函數(shù)滿足W(xx',h)和影響因子共同決定。則化條件確保，為函數(shù)....

圖3.2鐘形光滑核函數(shù)曲線圖

擬的相關(guān)文獻(xiàn)中已經(jīng)構(gòu)造出多種光滑核函數(shù)，由上一都可以作為SPH方法的光滑核函數(shù)，光滑核函數(shù)可以決粒子積分中的一致性、設(shè)定給定粒子的作用域大小。在滑核函數(shù)是鐘型光滑核函數(shù)[49]，如式（3.1）所示：0,1(13)(1),1(,)(,)3'RRRRxxhWR....

圖3.3三階光滑核函數(shù)曲線圖

中北大學(xué)學(xué)位論文為粒子x和x’之間的距離，h為光滑核函數(shù)半徑，d為空間維度值：h211，21h，3231h。用的光滑核函數(shù)是三階高斯平滑核函數(shù)[51]，在求解過(guò)程中采用數(shù)，如式（3.3）所示；其曲線圖如圖3.3所示：0....

本文編號(hào)：4055869