气溶胶动力学高效并行随机数值模拟及实验研究

项目名称： 气溶胶动力学高效并行随机数值模拟及实验研究

项目编号： No.11402179

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 周锟

作者单位： 武汉科技大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 气溶胶研究有着广泛的自然科学及工业应用背景。气溶胶动力学随机模拟方法能够便捷处理复杂物理模型,并可方便推广到多维颗粒形态空间(同时用体积,表面积,以 及分数维度等多参数描述复杂颗粒形态)。然而,随机模拟的计算量过大,无法结合计算流体力学/数值传热学来处理复杂流动问题。此项目,将进一步发展优化申请人发明的高阶算子分裂随机模 拟方法,并将此方法移植到 GPU 上进行高效并行模拟。基于申请人现有研究发现,选用少量 模拟粒子数目,而大量重复独立的随机模拟,可在极大减小随机误差的同时,保证可控的系统误差。因而,可最大程度利用 GPU 相对 CPU 计算优势,有望使模拟速度获得数量级上提升。进一步,将随机模拟方法与燃烧动力学求解器Chemkin双向耦合，来模拟一维预混火焰中炭烟的形成演化规律。同时，开展相应燃烧实验，比较验证数值模拟结果。

中文关键词： 气溶胶；随机模拟；并行算法；碳烟；

英文摘要： Aerosol is ubiquitous in both natural science and industry. Stochastic simulation of aerosol dynamics is very flexible in dealing with complex physical models, at the same time, it is much easier to handle the complex aerosol morphology (describing partic

英文关键词： aerosol；stochastic simulation；parallel algorithm；soot；