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Matlab仿真的LBM GPU代码：三维格子玻尔兹曼方法

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简介：
本项目采用MATLAB结合GPU加速技术实现三维格子玻尔兹曼方法（LBM）仿真。通过高效并行计算优化流体动力学问题求解，适用于复杂流动现象的研究与分析。 该程序为GPUCUDA版本的D3Q19BGK格子Boltzmann方法计算流体动力学求解器，用于模拟稳态/非稳态三维单相牛顿流，并不考虑运动边界及体力（如重力）。与CPU串行代码相比，在NVIDIA GeForce 2080ti中运行速度可快约250倍，在NVIDIA GeForce 1050ti上则快约140倍，同时保持相同的精度。要使用该程序，则需要具备CUDAToolkit的NVIDIAGPU。 此代码包含以下资料： A. LBM讲义； B. 作者博士学位论文（第四章详细介绍了LBM实现）； C. 关于统一笛卡尔网格生成的论文，标题为CartGen：鲁棒、高效且易于实现的统一/八叉树/嵌入式边界笛卡尔网格生成器; D. 三个用于表面重建和平滑处理的Matlab工具（MyCrustOpen, fitNormal 和 smoothpatch）； E. Matlab函数geo_preprocess，用以生成统一的非人体拟合笛卡尔网格。 F. 四个模拟案例： - Lid_driven_cavity：稳定的层流 - Poiseulle_flow: 稳定的

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  • Matlab仿真的LBM GPU代码：三维格子玻尔兹曼方法
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    本项目采用MATLAB结合GPU加速技术实现三维格子玻尔兹曼方法（LBM）仿真。通过高效并行计算优化流体动力学问题求解，适用于复杂流动现象的研究与分析。 该程序为GPUCUDA版本的D3Q19BGK格子Boltzmann方法计算流体动力学求解器，用于模拟稳态/非稳态三维单相牛顿流，并不考虑运动边界及体力（如重力）。与CPU串行代码相比，在NVIDIA GeForce 2080ti中运行速度可快约250倍，在NVIDIA GeForce 1050ti上则快约140倍，同时保持相同的精度。要使用该程序，则需要具备CUDAToolkit的NVIDIAGPU。 此代码包含以下资料： A. LBM讲义； B. 作者博士学位论文（第四章详细介绍了LBM实现）； C. 关于统一笛卡尔网格生成的论文，标题为CartGen：鲁棒、高效且易于实现的统一/八叉树/嵌入式边界笛卡尔网格生成器; D. 三个用于表面重建和平滑处理的Matlab工具（MyCrustOpen, fitNormal 和 smoothpatch）； E. Matlab函数geo_preprocess，用以生成统一的非人体拟合笛卡尔网格。 F. 四个模拟案例： - Lid_driven_cavity：稳定的层流 - Poiseulle_flow: 稳定的
     
  • LBM matlab.zip_LBM_LBM matlab_格子玻尔兹曼_圆柱绕流；LBM；matlab；圆柱
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    本资源包提供基于Matlab的LBM（格子玻尔兹曼方法）代码，用于模拟圆柱体周围的流动现象。适用于研究与教学用途。 相关格子玻尔兹曼方法的MATLAB应用编程代码可以下载并直接运行，包含圆柱绕流、泊肃叶流等多种应用场景。
     
  • LBM-GPU-CPU: 在多节点CPU与GPU系统上运行的格子玻尔兹曼方法实现
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    LBM-GPU-CPU项目致力于开发一种在多节点CPU和GPU系统上高效执行的格子玻尔兹曼方法(LBM)实现，旨在提升大规模流体动力学模拟的速度与性能。 针对多节点CPU和GPU系统的LBM（离散玻尔兹曼方法）求解器有两个版本：D2Q9-BGK LBM求解器。一个版本优化了具有分布式内存模型的多核CPU系统，另一个则为配备GPU加速器的异构计算环境进行了调整，使用OpenCL内核实现。 这两个代码版本是作为布里斯托大学COMS30006高级高性能计算课程的一部分开发出来的，在存储库中可以找到对应的源文件：一个是用于CPU的`CPU-lbm.c`和相关内核文件kernels.cl，另一个则是专门针对GPU优化的`GPU-lbm.c`。 报告文件report.pdf详细记录了在设计过程中考虑的各种优化策略。具体来说，对于CPU版本而言，采用MPI进行节点间通信，并利用矢量化的碰撞循环来加速流体动力学计算效率；该程序特别适用于配备14个内核（最多可达112个）的系统环境，并且通过一系列串行性能改进措施实现了比原始提供的单线程代码快5.4倍的速度提升。至于GPU版本，它同样使用MPI在进程间通信，但每个处理单元都连接了具备加速能力的GPU设备。
     
  • 基于格子玻尔兹曼方法（LBMMRT）的泊肃叶流动Matlab代码实现及研究，格子玻尔兹曼方法LBM模拟泊肃叶流动MRT模型Matlab代码...
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    本项目采用Matlab编程实现了基于格子玻尔兹曼方法(LBMMRT)的泊肃叶流动模拟。通过该代码可以深入探究不同条件下的流体动力学特性，为研究复杂流体行为提供有力工具。 本段落讨论了使用格子玻尔兹曼方法（LBM）中的多弛豫时间模型（MRT）在Matlab环境中模拟泊肃叶流动的代码实现。重点在于通过这种方法对流体动力学问题进行数值求解，特别关注于如何利用MATLAB编程语言来具体实施这一复杂的物理现象建模过程。
     
  • Cuda-Opengl-LBM：基于CUDA与OpenGL的格子玻尔兹曼流体仿真器
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    Cuda-Opengl-LBM是一款结合了CUDA和OpenGL技术的高效能软件，用于实现复杂的格子玻尔兹曼方法流体模拟。 本项目名为Cuda-Opengl-LBM，主要关注的是利用CUDA和OpenGL进行Lattice-Boltzmann方法（LBM）的流体模拟。CUDA是NVIDIA推出的一种并行计算平台和编程模型，它使开发者能够利用GPU的强大处理能力来加速计算密集型任务。而OpenGL是一种用于渲染2D、3D矢量图形的标准，在图形渲染方面具有高效且灵活的特点。 Lattice-Boltzmann方法（LBM）是一种基于统计物理的数值方法，常用于解决流体动力学问题，如流体流动、传热和湍流等。LBM通过离散速度模型简化Boltzmann方程，使得计算更为高效。在LBM中，流体的状态被表示为一系列分布在格点上的分布函数，通过迭代这些函数可以模拟出流体的动态行为。 Cuda-Opengl-LBM项目利用CUDA加速LBM的计算过程，将原本由CPU执行的任务转移到GPU上运行，从而显著提升模拟速度。CUDA编程涉及使用C++语言，并包含特殊的CUDA内核函数，在GPU多个线程中并行处理大量数据。 另一方面，OpenGL用于实时可视化流体模拟的结果。它提供了一套丰富的图形库，包括顶点、颜色、纹理和光照等元素的处理功能，可以创建高质量的3D图像。在这个项目中，OpenGL接收从CUDA计算得到的数据，并将其转化为动态的流体效果，让用户直观地观察到流体流动的状态。 标签中的CFD代表Computational Fluid Dynamics（计算流体力学），是指使用计算机模拟流体运动的一种科学方法。LBM是CFD的一种数值方法，其优势在于简化了复杂的流体方程，适用于处理复杂边界条件和流动现象。 从项目文件名Cuda-Opengl-LBM-master来看，这可能是一个Git仓库的主分支，其中包含了项目的源代码、编译脚本、配置文件及其他相关资源。通过研究这些文件，开发者可以深入了解如何结合使用CUDA和OpenGL来实现高效的流体模拟及实时可视化效果。 综上所述，Cuda-Opengl-LBM项目是现代GPU并行处理能力与高级图形库技术的完美融合，展示了利用GPU进行复杂物理模拟，并通过强大的图形库实现实时展示的方法。这对于学习GPU编程、流体动力学以及高级图形渲染等方面的知识具有很高的参考价值。
     
  • 基于LBM的格子玻尔兹曼方法在MATLAB中的三维气泡上升多相流模拟研究
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    本研究运用Lattice Boltzmann Method (LBM)于MATLAB平台，专注于三维环境中气泡上升现象的多相流动数值仿真分析。通过精确建模与高效计算，深入探究了复杂流体动力学特性及其物理机制。 LBM格子玻尔兹曼方法在Matlab中的应用研究主要集中在3D气泡上升多相流的模拟上。该方法利用LBM（格子玻尔兹曼方法）对三维空间内的气泡上升过程进行建模和分析，特别是在处理复杂流动现象时展现出其独特优势。通过Matlab实现这一模型可以为科研人员提供一个有效的工具来深入理解与预测多相流中的各种物理行为。
     
  • 格子玻尔兹曼方法在MATLAB中的应用(LBGK_D2Q9_poiseuille_channel2D)
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    本研究探讨了二维Poiseuille流动中格子玻尔兹曼方法（LBGK-D2Q9）的应用，使用MATLAB进行模拟和分析。 格子玻尔兹曼方法在MATLAB中的应用（LBGK_D2Q9_poiseuille_channel2D）适用于二维情况，适合初学者使用。
     
  • shan-chen_shanchen.rar_多孔介质_格子玻尔兹曼_玻尔兹曼_matlab
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    本资源包含 Shan-Chen 模型在多孔介质中的应用代码及文档，采用格子玻尔兹曼方法进行模拟，并使用MATLAB编写。适用于研究流体动力学和传热问题。 多孔介质流动程序基于Shan-Chen模型，并采用格子玻尔兹曼理论进行开发。
     
  • 格子玻尔兹曼圆柱绕流研究_基于IBM的MATLAB程序_格子玻尔兹曼方法_圆柱绕流分析
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    本研究运用格子玻尔兹曼方法（LBM）并结合交错网格法（IBM），开发了用于圆柱绕流分析的MATLAB程序，深入探讨其流动特性。 利用MATLAB软件编写的格子玻尔兹曼方法模拟了圆柱绕流问题，并实现了可视化。
     
  • LBM格子玻尔兹曼方法MRT模拟：加热气泡脱离过程的C++代码实现
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    这段工作涉及使用C++编程语言实现了基于LBM（格子玻尔兹曼方法）和MRT模型的数值仿真，专注于研究加热条件下气泡从表面脱离的过程。通过精确计算流体动力学参数，该模拟有助于深入理解气液界面现象及其应用价值。 LBM格子玻尔兹曼方法MRT模拟：加热气泡脱离过程的C++代码实现 本段落探讨了利用LBM（格子玻尔兹曼方法）中的MRT（多矩张量）模型来模拟加热气泡从液体中脱离的过程，并提供了相应的C++代码。通过这种方法，可以深入研究在不同条件下的物理现象和机制。 关键词：lbm；格子玻尔兹曼方法；mrt；模拟；加热气泡；脱离；c++代码 此外，还涉及了LBM格子玻尔兹曼MRT模拟用于分析加热气泡脱离现象的研究。