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论文类型：会议论文

发表时间：2016-07-31

页面范围：146-151

关键字：离散元方法 扩展多面体单元 仿真计算平台 GPU计算 性能优化

摘要：扩展多面体单元能够准确地描述非规则颗粒的几何形态，有助于精确计算单元间的接触碰撞。相比其他传统结构，扩展多面体结构比较复杂，进行仿真计算的离散元颗粒数量往往十分庞大，因此计算开销总是很大，耗时严重。实现扩展多面体离散元颗粒仿真计算平台并提高其数值计算的效率具有很大现实意义。本文实现的仿真平台借助CUDA编程框架完成了基于GPU的大规模扩展多面体颗粒的并行加速计算。计算的主体部分包括数据输入、网格的建立与颗粒搜索、颗粒的受力计算、颗粒的运动更新和数据输出五个部分。平台的松耦合设计使得对于不同力学模型的扩展有着良好的支持；动态数据规划与封装有利于大规模颗粒数据的存储与访问；针对GPU结构特点的性能优化使得仿真过程的计算效率大大提升。通过多组实验数据的测试，平台可以高效模拟复杂颗粒接触碰撞时的情景并动态显示效果。