《基於格子Boltzmann高性能計算的水環境一、二維耦合數值模擬》是依託北京師範大學，由劉海飛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於格子Boltzmann高性能計算的水環境一、二維耦合數值模擬
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：劉海飛
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
深入探討一、二維耦合計算水力學模型對研究複雜地表水體(如河湖系統、洪水漫流等)流動機理及探明溶質或污染物輸移過程具有重要意義，但現有研究主要集中在水動力耦合模型，對水質耦合研究較少，對水體耦合邊界的處理也不夠細緻和完善。本項目以青年基金中研發的淺水格子Boltzmann方法動態多格線模組技術和多鬆弛因子與大渦模擬耦合技術為基礎，提出高階乾濕邊界條件和一、二維耦合邊界條件處理方法，建立一、二維耦合水動力模型，並且開發多水質參數的格子Boltzmann水質模型，兼具計算經濟和精確的優點。為滿足長時期、長河段、寬水域的計算要求，考慮到格子Boltzmann算法具有適合大規模並行運算的優勢，採用基於圖形處理器(GPU)的高性能計算技術，達到以較低的成本大幅提高模型計算效率的目的。本研究不但在理論上有助於完善格子Boltzmann方法，而且可為工程設計和管理提供定量技術依據，具有很強的實際套用價值。
結題摘要
深入探討一、二維耦合計算水力學模型對研究河湖系統等複雜地表水體流動機理及探明溶質或污染物輸移過程具有重要意義，但現有研究主要集中在水動力耦合模型，對水質耦合研究較少，對水體耦合邊界的處理也不夠細緻和完善。本項目提出了高階乾濕邊界條件和一、二維耦合邊界條件處理方法，建立了一、二維耦合水動力-水質模型，兼具計算經濟和精確的優點。為滿足長時期、長河段、寬水域的計算要求，考慮到格子Boltzmann算法具有適合大規模並行運算的優勢，採用基於圖形處理器(GPU)的高性能計算技術，達到了以較低的成本提高模型計算效率的目的。此外，在套用研究中，本項目基於近岸水動力結果，對萊州灣大葉藻的生物量也進行了初步探討。本研究不但在理論上有助於完善格子Boltzmann方法，而且可為工程設計和管理提供定量技術依據，具有很強的實際套用價值。
