竖冷设备中烧结矿石偏析行为的GPU高性能模拟

随着钢铁工业流程和技术的不断优化及节能减排要求的不断升级,如何高效回收利用各生产工序中的工业余热成为钢铁工业面临的重要课题.竖冷设备既可以有效回收烧结矿石的显热,大幅提高能源的利用率,又可以有效减少烧结工序中的粉尘,降低烧结工艺的环境污染,因此得到了高度重视.但现有竖冷设备容易出现烧结矿石的偏析问题,严重影响了显热回收的效率和设备运行的稳定性.为此,采用离散元法(discrete element method,DEM)研究竖冷设备中烧结矿石的偏析,重点针对不同结构进料管对烧结矿石偏析的影响.研究发现,虽然缓冲仓内每次加入的烧结矿石皆混合均匀,但由于不同粒径的烧结矿石在进料过程中存在动量差异,导致了竖冷设备内明显的颗粒偏析,在料堆堆尖处呈现小颗粒多大颗粒少的现象,并且料层主体的偏析与进料管的结构密切相关.由于进料管的结构是进料过程的决定性因素,因此提出了通过改变进料管的结构抑制竖冷设备内烧结矿石偏析的可能途径,对提高烧结矿石的显热回收效率具有参考意义.     

竖冷设备中烧结矿石偏析行为的GPU高性能模拟

随着钢铁工业流程和技术的不断优化及节能减排要求的不断升级,如何高效回收利用各生产工序中的工业余热成为钢铁工业面临的重要课题.竖冷设备既可以有效回收烧结矿石的显热,大幅提高能源的利用率,又可以有效减少烧结工序中的粉尘,降低烧结工艺的环境污染,因此得到了高度重视.但现有竖冷设备容易出现烧结矿石的偏析问题,严重影响了显热回收的效率和设备运行的稳定性.为此,采用离散元法(discrete elementmethod,DEM)研究竖冷设备中烧结矿石的偏析,重点针对不同结构进料管对烧结矿石偏析的影响.研究发现,虽然缓冲仓内每次加入的烧结矿石皆混合均匀,但由于不同粒径的烧结矿石在进料过程中存在动量差异,导致了竖冷设备内明显的颗粒偏析,在料堆堆尖处呈现小颗粒多大颗粒少的现象,并且料层主体的偏析与进料管的结构密切相关.由于进料管的结构是进料过程的决定性因素,因此提出了通过改变进料管的结构抑制竖冷设备内烧结矿石偏析的可能途径,对提高烧结矿石的显热回收效率具有参考意义.      

Particle-Mesh Ewald(PME)算法的GPU加速

讨论在NVIDIACUDA开发环境下,用GPU加速分子动力学模拟中静电作用的长程受力计算部分.采用Particle-Mesh Ewald(PME)方法,将其分解为参数确定、点电荷网格离散、离散网格的傅立叶变换、静电热能求解与静电力求解5个部分,并分别分析各部分的GPU实现.此方法已成功用于7个不同大小的生物分子体系的模拟计算,达到了7倍左右的加速.该程序可耦合到现有分子动力学模拟软件中,或作为进一步开发的GPU分子动力学程序的一部分,显著加速传统分子动力学程序.