CN119476144A 基于gpu加速的多孔岩石多相流体格子玻尔兹曼模拟方法 （武汉理工大学三亚科教创新园）

基于GPU加速的多孔岩石多相流体格子玻尔本发明公开了一种基于GPU加速的多孔岩石力学技术领域，利用D3019速度离散模型对多孔量示踪函数和阶跃函数分别描述气液界面和多进行LB方程计算，借助Shan_Chen势能公式构建求解伪代码过程。本发明在LBM框架下充分利用2计算宏观物理量，借助标量示踪函数和阶跃函数分别描述气液界面和多孔岩石的复杂边步骤S2，利用物理模型中的宏观物理量来构造平衡态分布函数forcingscheme方程式进行描述流体演化的LB方程计算，借助Shan_Chen势能公式构建伪2.根据权利要求1所述的一种基于GPU加速的多孔岩石多相流体格子玻尔兹曼模拟方;;;通过分布函数的加权求和得到速度矩，再经速度矩可计算宏观物理量;3;多孔岩石的边界采用阶跃函数B(x)描述，将固体区域3.根据权利要求1所述的一种基于GPU加速的多孔岩石多相流体格子玻尔兹曼模拟方;;在LBM中引入外力，模拟流体动力学中的外力效应对气相和液相的影响，采用Guo的;;f和τg是对应的松弛时间，决定流体的粘性性质；Δt为时间步长，Δx4;eq为界面的平衡态；;;w为壁面速度；4.根据权利要求1所述的一种基于GPU加速的多孔岩石多相流体格子玻尔兹曼模拟方离散化上述方程得到显式的LBM演化格式，切L构造平衡态f_i^{eq,n},g_i^{eq,n},^{eq,n}计算外力项F_i^n,G_i^n,S_^n55.根据权利要求1所述的一种基于GPU加速的多孔岩石多相流体格子玻尔兹曼模拟方的数据通过sharedmemory缓存，减少耗时的全局内存访问；必要时使用同步指令6.一种应用于权利要求1所述的基于GPU加速的多孔岩石多相流体格子玻尔兹曼模拟6[0001]本发明属于计算流体力学技术领域，具体地涉及一种基于GPU加速的多孔岩石多[0002]多相流体在多孔介质中的渗流过程多存在于自然界和工业生产实践中，如地下限元等，通过求解宏观控制方程(如Navier_Sto(2)气液两相的界面张力效应、接触角等物理化学作用对相界面形态和迁移有重[0005]针对背景技术中存在的不足之处，本发明的目的是提出一种基于GPU加速的多孔采用forcingscheme方程式进行描述流体演化的LB方程计算，借助Shan_Chen势能公式构7LBM通过定义两个独立的分布函数fi和gi8采用LB方程在离散的格子上模拟粒子的运动和碰撞来模拟流体的演化，LB方程9描述相界面表面张力效应的表面张力项sv由Shan_Chen势力给出，Shan_Chen势构造平衡态f_i^{eq,n},g_i^{eq,n},^{eq,n}计算外力项F_i^n,G_i^n,S_^n[0025]本发明还提出一种应用于权利要求1所述的基于GPU加速的多孔岩石多相流体格[0026]本发明与现有技术相比，提出了一种基于GPU加速的多孔岩石多相流体格子玻尔[0030]本发明提出了一种基于GPU加速的多孔岩石多相流体格子玻尔兹曼模拟方法，该域，B=0代表流体区域，润湿性(液体接触并铺展在固体表面的程度)通过动态接触角模型采用forcingscheme方程式进行描述流体演化的LB方程计算，借助Shan_Chen势能公式构力采用Guo的forcingscheme方程式为：表面张力项sv由Shan_Chen势力给出，表面张力项sv可描述相界面表面张力效离散化上述方程得到显式的LBM演化格式，切LBM的数值求解过程可以分为碰撞构如下：构造平衡态f_i^{eq,n},g_i^{eq,n},^{eq,n}计算外力项F_i^n,G_i^n,S_^nLBM算法具有显式、局部的特点，非常适合GPU的单指令多线程(SIMT)并行模式；本发明首先导入必要的Python库，如numpy用于科学计算，taichi用于GPU加速，气液相的密度rho_r,rho_b，区域标识psi等为三维数组，只占用1个double的空两相的密度分布rho_r,rho_b根据psi的正负分别赋值；