發(fā)布時(shí)間：2018-02-25 18:13

  本文關(guān)鍵詞： 相場(chǎng) 定向凝固 圖像處理單元 統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)　出處：《計(jì)算機(jī)科學(xué)》2015年07期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：相場(chǎng)法作為一種極具優(yōu)勢(shì)的微觀組織數(shù)值模擬方法,已經(jīng)在凝固微觀組織演化機(jī)制的研究中得到了廣泛應(yīng)用。然而無(wú)論是從計(jì)算尺度還是微觀組織演化時(shí)間上考慮,相場(chǎng)模擬計(jì)算量均非常大,對(duì)計(jì)算機(jī)有著非常高的要求。相對(duì)于傳統(tǒng)的中央處理器(CPU)計(jì)算,圖形處理器(GPU)計(jì)算是最近發(fā)展的一種高效計(jì)算手段。提出了一種基于GPU加速的定向凝固相場(chǎng)模擬計(jì)算策略,實(shí)現(xiàn)了大尺度條件下的定向凝固界面形態(tài)演化的加速計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,對(duì)于單個(gè)計(jì)算機(jī),GPU計(jì)算與CPU計(jì)算的加速比可以高達(dá)30余倍。GPU加速將為相場(chǎng)模擬的發(fā)展及應(yīng)用帶來(lái)新的契機(jī)。
[Abstract]:As an advantage numerical simulation method of microstructure, phase field method has been widely used in the study of the mechanism of microstructure evolution of solidification. However, whether in terms of computational scale or the time of microstructure evolution, the phase field method has been widely used in the study of the mechanism of microstructure evolution of solidification. The computational complexity of phase field simulation is very large, and the computer is required to be very high. Compared with the traditional central processing unit (CPU) calculation, GPU (graphics processor) computing is a recently developed high efficiency calculation method. A strategy of directionally solidified phase field simulation based on GPU acceleration is proposed. The accelerated calculation of the morphology evolution of directional solidification interface is realized under the condition of large scale. For a single computer, the speedup ratio between GPU and CPU can reach more than 30 times. GPU acceleration will bring new opportunities for the development and application of phase field simulation.
【作者單位】： 長(zhǎng)安大學(xué)電子與控制工程學(xué)院;西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院;西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院;西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院;
【基金】：中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2013M540772) 國(guó)家自然科學(xué)基金(61203233,51101124,51101125)資助
【分類號(hào)】：TP332;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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1 王永彪;王永欣;陳錚;趙彥;劉嘯鋒;唐洪奎;;相場(chǎng)法模擬凝固過(guò)程中界面效應(yīng)對(duì)晶粒形核的影響[J];稀有金屬材料與工程;2012年06期

2 ;Phase field modeling for dendritic morphology transition and micro-segregation in multi-component alloys[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2009年02期

【共引文獻(xiàn)】

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2 肖榮振;朱昶勝;安國(guó)升;馮力;王智平;;Ni-Cu合金定向凝固海藻狀生長(zhǎng)形態(tài)的相場(chǎng)法模擬[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

3 陳梅英;馮力;歐忠輝;陳錦權(quán);卓艷云;;果汁等溫結(jié)晶過(guò)程冰晶生長(zhǎng)的相場(chǎng)法模擬[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

4 GAO Ang;HU YanSu;WANG ZhiJun;MU DeJun;LI JunJie;WANG JinCheng;;GPU-accelerated phase field simulation of directional solidification[J];Science China(Technological Sciences);2014年06期

5 XING Hui;ZHAO Xiao Bin;DUAN Pei Pei;CHEN Chang Le;CHEN Zhi;JIN Ke Xin;;Stability range of tilted dendritic arrays during directional solidification[J];Science China(Technological Sciences);2014年12期

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4 黃鋒;薄帶雙輥鑄軋凝固過(guò)程組織演變的數(shù)值模擬[D];東北大學(xué);2015年

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2 劉衛(wèi)津;NiCu合金枝晶生長(zhǎng)相場(chǎng)法模擬及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2014年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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1 李俊杰;王錦程;楊根倉(cāng);;含第二相顆粒的晶粒長(zhǎng)大過(guò)程相場(chǎng)法[J];稀有金屬材料與工程;2008年10期

2 高英俊;張海林;金星;黃創(chuàng)高;羅志榮;;相場(chǎng)方法研究硬質(zhì)顆粒釘扎的兩相晶粒長(zhǎng)大過(guò)程[J];金屬學(xué)報(bào);2009年10期

3 ;Phase field modeling of dendrite growth[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2009年03期

4 趙彥;陳錚;王永欣;張明義;張靜;;彈性應(yīng)變能對(duì)Ni_(75)Al_(17)Zn_8合金過(guò)渡有序行為影響的微觀相場(chǎng)研究[J];科學(xué)通報(bào);2010年02期

【相似文獻(xiàn)】

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2 王智平,賈偉建,朱昌盛;相場(chǎng)法在凝固數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2005年05期

3 朱耀產(chǎn),楊根倉(cāng),王錦程,趙達(dá)文,于艷梅;多相場(chǎng)法數(shù)值模擬共晶凝固研究進(jìn)展[J];特種鑄造及有色合金;2004年03期

4 朱昌盛;楊世銀;王智平;肖榮振;;溶質(zhì)梯度影響非等溫凝固過(guò)程的相場(chǎng)法模擬[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年10期

5 白銳;周志敏;宋協(xié)青;杜娜;;液相線鑄造法半固態(tài)金屬組織特征的相場(chǎng)模擬研究[J];鑄造;2006年05期

6 ;[J];;年期

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3 馮小輝;楊院生;李應(yīng)舉;童文輝;;合金成分對(duì)共格析出動(dòng)力學(xué)影響的相場(chǎng)模擬[A];動(dòng)力與能源用高溫結(jié)構(gòu)材料——第十一屆中國(guó)高溫合金年會(huì)論文集[C];2007年

4 李月嬋;施榮沛;王翠萍;劉興軍;王云志;;剪切場(chǎng)對(duì)聚合物材料相分離組織影響的相場(chǎng)動(dòng)力學(xué)研究[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 胡銳;王軍;黃春麗;寇宏超;李金山;;電磁攪拌對(duì)枝晶生長(zhǎng)過(guò)程影響的相場(chǎng)法模擬[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

6 倪勇;;電話線起泡屈曲形貌演化的相場(chǎng)模擬[A];第五屆全國(guó)固體力學(xué)青年學(xué)者研討會(huì)會(huì)議日程摘要集[C];2012年

7 褚忠;陳錚;高桂霞;;Ni_(75)Cr_(13)Al_(12)合金中原子替代的微觀相場(chǎng)模擬[A];第四屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

8 蘇煜;都敬娜;;低維鐵電納米結(jié)構(gòu)環(huán)形疇的相場(chǎng)數(shù)值模擬[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

9 王杰;;鐵電納米結(jié)構(gòu)的相場(chǎng)模擬[A];中國(guó)計(jì)算力學(xué)大會(huì)'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計(jì)算力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（SCCM8）論文集[C];2010年

10 劉寧;蘇煜;;利用相場(chǎng)計(jì)算方法研究表/界面效應(yīng)對(duì)鐵電納米體材料特性的影響[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

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2 馮力;多元合金凝固微觀組織的相場(chǎng)法模擬研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

3 趙達(dá)文;過(guò)冷熔體凝固的相場(chǎng)法自適應(yīng)有限元模擬[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

4 呂良星;金屬組織轉(zhuǎn)變與變形的相場(chǎng)與晶體塑性模擬及其耦合模型[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

5 李永勝;溫度對(duì)Ni_（75）Al_xV_（25-x）合金沉淀過(guò)程影響的微觀相場(chǎng)模擬[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

6 楊濤;晶體結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)變的O點(diǎn)陣?yán)碚摵途w相場(chǎng)法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

7 陳梅英;液態(tài)食品冷凍濃縮冰晶生長(zhǎng)機(jī)制研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2009年

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2 賈偉建;凝固微觀組織相場(chǎng)法模擬[D];蘭州理工大學(xué);2005年

3 李生建;基于多相場(chǎng)模型的二元合金層片生長(zhǎng)研究[D];蘭州理工大學(xué);2013年

4 胡衛(wèi)英;金屬過(guò)冷熔體中枝晶側(cè)枝生長(zhǎng)的相場(chǎng)法模擬[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

5 王潔玉;二元合金凝固過(guò)程的相場(chǎng)模擬研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

6 王剛;微觀組織相場(chǎng)法模擬的算法優(yōu)化[D];南昌航空大學(xué);2014年

7 張麗麗;溫度場(chǎng)下枝晶生長(zhǎng)的相場(chǎng)法模擬[D];沈陽(yáng)師范大學(xué);2012年

8 趙宇輝;鋁合金微觀組織相場(chǎng)法數(shù)值模擬技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2006年

9 何帥;相場(chǎng)法的準(zhǔn)確性與邊界曲率的關(guān)系研究[D];浙江大學(xué);2011年

10 龔亮;外延薄膜生長(zhǎng)過(guò)程的微觀相場(chǎng)研究[D];天津大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：1534617