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LMFD软件国产化移植获评光合基金优秀课题,实现多GPU加速的大规模气固两相流模拟
发布日期:2024-06-13
近日,由中国科学院过程工程研究所介科学研究部张华海助理研究员承担的《LMFD自研计算软件C86异构计算平台移植优化及其在大规模气固两相流数值模拟研究》课题顺利通过光合基金课题验收,并获评优秀课题。

格子多相流体力学模拟软件 (Lattice-based Multi-Fluids Dynamics, LMFD) 是面向多相流体系大规模数值模拟的科研和工程软件,由中国科学院过程工程研究所介科学研究部能量最小多尺度 (Energy Minimization Multi-Scale, EMMS) 团队开发。

 
 
  • 该软件采用C++,CUDA,MPI等编程语言,软件功能丰富、通用性好、运行效率高。

  • 该软件基于格子玻尔兹曼方法开发,结合自研的耦合算法和计算模块,能够处理包括单相流、气液两相、气固两相以及气液固三相等复杂多相流问题。

  • 软件内置了丰富的物理模型、先进的数值方法和可视化功能,在处理复杂边界和计算速度上较有限差分和有限体积等方法具备显著优势。

  • 软件能够在个人电脑和大型服务器运行,支持CPU/GPU异构平台跨节点大规模并行计算,在化工、冶金、能源、水利、环保、航空航天等相关领域具有广泛的应用前景。

 

评审会上,张华海助理研究员详细汇报了课题的完成情况,经过验收专家对课题验收报告的仔细审阅,专家们一致认为该课题全面完成了任务书中所规定的研究内容和各项考核指标,研究过程严谨规范,成果显著且富有创新性和产业化推广前景,符合结题要求。

光合基金是由中科曙光支持的面向国产计算机硬件开展软件开发和优化的资助项目, LMFD软件完成了国产处理器C86的迁移,由热泰勒-库埃特 (Taylor-Couette) 流动,二维复杂边界绕流以及大型光伏阵列多物理场仿真等多个算例测试了移植正确性以及计算效率。相比32核CPU并行计算,在单张国产计算卡(DCU)上LMFD即可取得412倍的加速效果,在384卡并行进行大规模扩展性测试时效率亦超过30%。

LMFD软件也在中科曙光超算互联网平台上成功部署,获超算互联网最具影响力奖,并得到“超赋”“计划的现金激励。“超赋”激励计划以超千万专项基金为抓手,整合平台商机、课题、推广及计算资源能力,大力扶持平台已入驻服务商相关业务起步与发展。借由国产软硬件平台助力,LMFD软件将在解决工业软件“卡脖子”问题上更进一步。未来,融合LMFD、HPC和AI,实现快捷便利的云端一体化方案,借助高性能硬件构建LMFD仿真机,实现准实时快速模拟,推进LMFD在更多领域的实际应用,提升专业场景覆盖度。

中国科学院过程工程研究所是积鼎科技的战略合作伙伴。2023年6月,积鼎科技与中科院过程所介科学研究部达成深度合作,将携手共建“复杂多相系统数字孪生实验室”,将在复杂多相过程工程数字孪生领域深入合作,探索多相系统多尺度模拟技术创新,推动前沿技术转化及应用。

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