Lehrstuhl für Systemsimulation
Zentralinstitut für Scientific Computing
Ulrich Rüde
Technische FakultätUniversität Erlangen-Nürnberg
www10.informatik.uni-erlangen.de
Die Mission des LSS
Anwendungen in den Natur- und
Ingenieur-Wissenschaften
Informatik
Mathematik
Lehrstuhl für Systemsimulation
Alumni
Prof. G. Horton (Univ. of Magdeburg)
Prof. El Mostafa Kalmoun (Cadi Ayyad University, Marocco)
Dr. M. Kowarschik (Siemens Health Care)
Dr. M Mohr (Geophysik, TU München)
Dr. F. Hülsemann (EDF, Paris)
Dr. B. Bergen (Los Alamos, USA)
Dr. N. Thürey (ETH Zürich, Scanline, Google)
Dr. J. Härdtlein (Bosch GmbH)
C. Möller (Navigon)
Dr. U. Fabricius (Elektrobit)
Dr. Th. Pohl (Siemens Health Care)
J. Treibig (RRZE)
C. Freundl (Yaeger)
B. Berneker
Numerical Algorithms
H. Köstler
T. Dreher
T. Preclik
D. Bartuschat
S. Donath
C. Mihoubi
S. Bogner
K. Pickl
Dr. S. Ganguly
F. Schornbaum
(Dr. Iglberger)
Complex Flows
C. Feichtinger
Laser Simulation
Prof. Dr. C. Pflaum
K. Hertel
M. Wohlmuth
C. Jandl
J. Werner
Supercomputing
J. Götz
T. Gradl
M. Stürmer
F. Deserno
D. Ritter
B. Gmeiner
Walberla Software Framework
Granulare Systememit Starrkörperdynamik
64 parallele Prozesse, 62658 Partikel, bestehend aus 2-5 zufällig überlappenden Kugeln, approx. 13 Stunden Rechenzeit
D.M. Kaufman, T. Edmunds, and D.K. Pai: Fast frictional dynamics for rigid bodies.
ACM Transactions on Graphics 24:946-956, 2005
Virtual Fluidized Bed
512 Processors HLRB-II
Simulation Domain Size: 180x198x360 cells of LBM 900 capsules and1008 spheres = 1908 objects
Number time steps:
252,000
Run Time:
07h 12 min
Lehrstuhl für SystemsimulationUlrich Rüde
Universität Erlangen-NürnbergTechnische Fakultät
www10.informatik.uni-erlangen.de
Teilprojekt 6
Lehrstuhl für StrömungsmechanikAntonio Delgado
Experimentell validierte Simulation
strömungsinduzierter Effekte für Proteinschäume
mittels Lattice-Boltzmann-Methoden
Lattice-Boltzmann-Verfahren (LBM)
Lattice-Boltzmann-Verfahren (LBM)
Bewegte Partikel im Fluid
Fluid Cell
Noslip Cell
Acceleration Cell
Velocity/ Pressure Cell
Bewegte Partikel im Fluid
PDF acting as ForceCells with state change from Fluid to Particle
Momentum calculation
Cells with state change from Particle to Fluid
Cell change from particle to fluidCell change from fluid to particle
12
Vorarbeiten: Sekundärströmung um expandierende-kontrahierenden Blasen
Halbzyklus Expansion
Halbzyklus Kompression
Stromlinien und Strömungsfeld
Vorarbeiten:Strömungs- und Wärmetransportverstärkung in
periodisch gerillten Mikrokanälen
Wärmetransportverstärkung
Stromlinien und -isothermen
Geometrie des Mikrokanals
Strömungsstruktur während eines Oszillationszyklus
Vorarbeiten:
Strömungen mit freien Oberflächen
Simulation1000 Blasen510x510x530 = 1.4!108 lattice cells
70,000 Zeitschritte77 GB64 parallele Prozesse72 Stunden4,608 CPU-Stunden
Visualisierung770 BilderCa. 12,000 CPU-Stunden für die Generierung des Videos
Best Paper Award for Stefan Donath (LSS Erlangen) atParCFD, May 2009 (Moffett Field, USA)
Vorarbeiten:Schaumsimulation
• Schaumsimulation
• Basiert auf dem LBM-Verfahren
– Freie Oberflächen
– Oberflächenspannung
– „Disjoining Pressure“ zur Modellierung der Schaumstabilisierung
– Parallelisierung mit MPI wegen sehr hoher Anforderungen an die Rechenleistung
• Ursprünglich für Anwendungen in den Materialwissenschaften (mit Dr. C. Körner)
• Andere Anwendungen z.B.
– Brennstoffzellen
– Segregation in Suspensionen
Umsetzung – TP 6 Arbeitsplan
Vielen Dank fürIhre Aufmerksamkeit!
Strömung mit freier OberflächeInteraktion eines Fluids mit freier
Oberfläche mit Festkörperpartikeln(Benetzungseffekte)
Ende
Vielen Dank
für Ihre Aufmerksamkeit!
19
9 mm
Nachweis von Staphylococcus aureus2D Numerische Simulation der Durchströmung von
Bioaffinitätssäulen
1 mm
Einlauf
mittlere XY-Ebene
Säule micro-CT image (jpg)
DruckverteilungStromlinien Geschwindigkeit
3D Geometrie
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