OpenLB

OpenLB
Стабильная версия	1.6 / 5 апреля 2023 г.
Написано в	С++
Операционная система	Linux , Mac OS , Windows
Тип	Вычислительная гидродинамика , программное обеспечение для моделирования
Лицензия	Лицензия GPLv2 ( GPLv2 )
Веб-сайт	www.openlb.net

OpenLB — это объектно-ориентированная реализация решеточных методов Больцмана (LBM). Это первая реализация общей платформы для программирования LBM, которая используется сообществом открытого исходного кода (GPLv2) . ^{[ 2 ]} Код написан на C++ и используется программистами приложений, а также разработчиками с возможностью реализации собственных моделей. ^{[ 3 ]} OpenLB поддерживает сложные структуры данных , которые позволяют моделировать сложные геометрии и параллельно выполнять их с использованием MPI, OpenMP и CUDA на высокопроизводительных компьютерах. В исходном коде используются концепции интерфейсов и шаблонов , благодаря чему становится возможной эффективная, прямая и интуитивно понятная реализация LBM. ^{[ 4 ]} Эффективность и масштабируемость проверены и подтверждены обзорами кода. ^{[ 5 ]} Руководство пользователя и документация по исходному коду от DoxyGen доступны на странице проекта.

Функции

OpenLB постоянно развивается. На данный момент реализованы следующие возможности:

Вычислительная гидродинамика в сложной геометрии ^{[ 6 ]}
Автоматическое создание сетки ^{[ 6 ]}
Турбулентный поток ^{[ 7 ]}
Многокомпонентный поток ^{[ 8 ]}
Тепловой поток ^{[ 9 ]}
Световое излучение ^{[ 10 ]}
Оптимизация топологии ^{[ 11 ]}
Поток частиц (метод Эйлера-Эйлера и Эйлера-Лагранжа) ^{[ 12 ]}

Автоматизированное создание сетки

Автоматизированное создание сетки ^{[ 6 ]} является одним из больших преимуществ OpenLB перед другими программными пакетами CFD. Основные преимущества перечислены ниже:

Использование геометрии в формате файла STL или геометрически примитивных форм (например, шара, цилиндра, конуса) и их объединения, пересечения и разности.
Очень быстрая вокселизация: 600 ³ ~ 1 минута
Обработка неводостойких поверхностей
Удобство использования памяти с использованием октодеревьев
Распределение нагрузки для параллельного выполнения с помощью MPI, OpenMP и CUDA.

Автоматическое создание сетки может использовать как файл STL, так и примитивную геометрию. Для геометрии создается равномерная прямоугольная сетка, охватывающая все пространство геометрии. Затем лишние ячейки сетки удаляются, а оставшиеся кубоиды сжимаются, чтобы соответствовать заданной геометрии. Наконец, сетка распределяется по разным потокам или процессорам для параллельного выполнения моделирования. Граничные условия и начальные значения можно задать с помощью номеров материалов.

Литература

Краузе, Матиас Дж. и Латт, Йонас и Эвелин, Винсент. «К гибридному распараллеливанию решеточных методов Больцмана». Компьютеры и математика с приложениями 58.5 (2009): 1071–1080.
Эвелин, Винсент и Матиас Дж. Краузе. «OpenLB: к эффективной параллельной библиотеке с открытым исходным кодом для моделирования потока жидкости Больцмана на решетке». Международный семинар по новейшим достижениям в области научных и параллельных вычислений . ПАРА. Том. 9. 2010.
Краузе, Матиас Дж., Томас Генгенбах и Винсент Хёвелин. «Гибридное параллельное моделирование потоков жидкости в сложной геометрии: применение к легким человека». Европейская конференция по параллельной обработке . Шпрингер Берлин Гейдельберг, 2010.
Краузе, Матиас Дж. «Моделирование и оптимизация потока жидкости с помощью решеточных методов Больцмана на высокопроизводительных компьютерах: применение к дыхательной системе человека». Технологический институт Карлсруэ, КИТ (2010).
Транк, Робин и др. «Моделирование инерционного потока разбавленной жидкости с использованием метода Больцмана на решетке Эйлера-Эйлера». Журнал вычислительной науки (2016).
Минк, Альберт и др. «3D-решеточный метод Больцмана для моделирования света в участвующих средах». Журнал вычислительной науки (2016).

Награды

Победитель премии Mimics Innovation Award (2011 г.) ^{[ 13 ]}
Почетный сертификат Группы гуманитарного воздействия «Itanium® Solutions Alliance Innovation Awards» (2009 г.). ^{[ 14 ]}
Финалист группы инноваций в сфере гуманитарного воздействия «Itanium® Solutions Alliance Innovation Awards» (2007 г.)

Ссылки

^ «ОпенЛБ 1.6» .
^ Эвелин, Винсент и Матиас Дж. Краузе. «OpenLB: к эффективной параллельной библиотеке с открытым исходным кодом для моделирования потока жидкости Больцмана на решетке». Международный семинар по новейшим достижениям в области научных и параллельных вычислений. ПАРА. Том. 9. 2010.
^ «OpenLB — это… | OpenLB — решетчатый код Больцмана с открытым исходным кодом» . openlb.net . Проверено 28 февраля 2017 г.
^ Эвелин, Винсент; Латт, Йонас (1 апреля 2007 г.). «Проект openlb: объектно-ориентированная реализация решетчатых методов Больцмана с открытым исходным кодом». Международный журнал современной физики C . 18 (4): 627–634. Бибкод : 2007IJMPC..18..627H . дои : 10.1142/S0129183107010875 . ISSN 0129-1831 . S2CID 14079512 .
^ Фитц, Джонас; Краузе, Матиас Дж.; Шульц, Кристиан; Сандерс, Питер; Эвелин, Винсент (1 января 2012 г.). «Оптимизированное моделирование течения жидкости Больцмана на гибридной параллельной решетке на сложной геометрии». Параллельная обработка Euro-Par 2012 . Конспекты лекций по информатике. Том. 7484. стр. 818–829. дои : 10.1007/978-3-642-32820-6_81 . ISBN 978-3-642-32819-0 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Краузе, Матиас Дж., Томас Генгенбах и Винсент Хёвелин. «Гибридное параллельное моделирование потоков жидкости в сложной геометрии: применение к легким человека». Европейская конференция по параллельной обработке. Шпрингер Берлин Гейдельберг, 2010.
^ Натен, Патрик и др. «Расширение решетчатого метода Больцмана для моделирования турбулентных потоков вокруг вращающихся геометрических фигур произвольной формы». 21-я конференция AIAA по вычислительной гидродинамике. 2013.
^ «Бифуркация | OpenLB — решетчатый код Больцмана с открытым исходным кодом» . optilb.org . Проверено 28 февраля 2017 г.
^ «Рэли Бенард | OpenLB — решетчатый код Больцмана с открытым исходным кодом» . optilb.org . Проверено 28 февраля 2017 г.
^ Минк, Альберт и др. «3D-решетчатый метод Больцмана для световой стимуляции участвующих сред». Журнал вычислительной науки (2016).
^ Краузе, Матиас Дж. «Моделирование и оптимизация потока жидкости с помощью решеточных методов Больцмана на высокопроизводительных компьютерах: применение к дыхательной системе человека». Технологический институт Карлсруэ, КИТ (2010).
^ Транк, Робин и др. «Моделирование инерционного потока разбавленной жидкости с использованием метода Больцмана на решетке Эйлера-Эйлера». Журнал вычислительной науки (2016).
^ «Инновационное моделирование интраназального потока для конкретного пациента» .
^ «Альянс Itanium Solutions выбрал шведскую компанию Kiwok победителем премии Innovation Awards 2009 за гуманитарное воздействие» .

Внешние ссылки

[1] «ОпенЛБ 1.6» .

[2] Эвелин, Винсент и Матиас Дж. Краузе. «OpenLB: к эффективной параллельной библиотеке с открытым исходным кодом для моделирования потока жидкости Больцмана на решетке». Международный семинар по новейшим достижениям в области научных и параллельных вычислений. ПАРА. Том. 9. 2010.

[3] «OpenLB — это… | OpenLB — решетчатый код Больцмана с открытым исходным кодом» . openlb.net . Проверено 28 февраля 2017 г.

[4] Эвелин, Винсент; Латт, Йонас (1 апреля 2007 г.). «Проект openlb: объектно-ориентированная реализация решетчатых методов Больцмана с открытым исходным кодом». Международный журнал современной физики C . 18 (4): 627–634. Бибкод : 2007IJMPC..18..627H . дои : 10.1142/S0129183107010875 . ISSN 0129-1831 . S2CID 14079512 .

[5] Фитц, Джонас; Краузе, Матиас Дж.; Шульц, Кристиан; Сандерс, Питер; Эвелин, Винсент (1 января 2012 г.). «Оптимизированное моделирование течения жидкости Больцмана на гибридной параллельной решетке на сложной геометрии». Параллельная обработка Euro-Par 2012 . Конспекты лекций по информатике. Том. 7484. стр. 818–829. дои : 10.1007/978-3-642-32820-6_81 . ISBN 978-3-642-32819-0 .

[Krause2010-6] Jump up to: ^а ^б ^с Краузе, Матиас Дж., Томас Генгенбах и Винсент Хёвелин. «Гибридное параллельное моделирование потоков жидкости в сложной геометрии: применение к легким человека». Европейская конференция по параллельной обработке. Шпрингер Берлин Гейдельберг, 2010.

[7] Натен, Патрик и др. «Расширение решетчатого метода Больцмана для моделирования турбулентных потоков вокруг вращающихся геометрических фигур произвольной формы». 21-я конференция AIAA по вычислительной гидродинамике. 2013.

[8] «Бифуркация | OpenLB — решетчатый код Больцмана с открытым исходным кодом» . optilb.org . Проверено 28 февраля 2017 г.

[9] «Рэли Бенард | OpenLB — решетчатый код Больцмана с открытым исходным кодом» . optilb.org . Проверено 28 февраля 2017 г.

[10] Минк, Альберт и др. «3D-решетчатый метод Больцмана для световой стимуляции участвующих сред». Журнал вычислительной науки (2016).

[11] Краузе, Матиас Дж. «Моделирование и оптимизация потока жидкости с помощью решеточных методов Больцмана на высокопроизводительных компьютерах: применение к дыхательной системе человека». Технологический институт Карлсруэ, КИТ (2010).

[12] Транк, Робин и др. «Моделирование инерционного потока разбавленной жидкости с использованием метода Больцмана на решетке Эйлера-Эйлера». Журнал вычислительной науки (2016).

[13] «Инновационное моделирование интраназального потока для конкретного пациента» .

[14] «Альянс Itanium Solutions выбрал шведскую компанию Kiwok победителем премии Innovation Awards 2009 за гуманитарное воздействие» .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]