实时飞行器仿真系统的液体载荷动力学算法

V247.4; 精确的流体运动计算耗时且对计算环境要求高,一般只能用于离线计算分析任务.对于实时飞行器仿真等要求快速计算的场合,一般只能使用简化模型,精度低,且无法完整模拟实际情况.针对这一矛盾,依靠图形处理器(Graphic processing unit,GPU)的强大计算能力,给出了一套基于光滑粒子流体动力学(Smoothed parti-cle hydrodynamics,SPH)方法,并利用GPU实现全部计算的实时液体载荷计算方案.作为一种无网格流体力学方法,SPH保证了流体特性计算上的准确性.针对GPU平台大规模并行特性的优化,使得计算速度远远超过平常基于CPU的解算方案,最终达到...

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Published in南京航空航天大学学报 Vol. 45; no. 4; pp. 491 - 496
Main Authors 顾安平, 徐锦法
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 南京航空航天大学旋翼动力学国家级重点实验室,南京,210016 2013
Subjects
光滑粒子流体动力学
实时
real-time
graphic processing unit
smoothed particle hydrodynamics
图形处理器
fluid simulation
流体仿真
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ISSN1005-2615

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Summary:V247.4; 精确的流体运动计算耗时且对计算环境要求高,一般只能用于离线计算分析任务.对于实时飞行器仿真等要求快速计算的场合,一般只能使用简化模型,精度低,且无法完整模拟实际情况.针对这一矛盾,依靠图形处理器(Graphic processing unit,GPU)的强大计算能力,给出了一套基于光滑粒子流体动力学(Smoothed parti-cle hydrodynamics,SPH)方法,并利用GPU实现全部计算的实时液体载荷计算方案.作为一种无网格流体力学方法,SPH保证了流体特性计算上的准确性.针对GPU平台大规模并行特性的优化,使得计算速度远远超过平常基于CPU的解算方案,最终达到实时交互的水平.与CFD软件OpenFOAM对同一工况仿真计算,实验结果表明,本方法能够获得精确的液体运动仿真结果,且每步计算所用时间小于仿真步长时间,达到实时水平,完全满足实时飞行器仿真系统对液体载荷子系统的动力学仿真要求.
ISSN:1005-2615