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大规模高性能颗粒仿真软件DEMMS

大规模高性能颗粒模拟软件DEMMS 可以高效利用CPU、GPU等多种计算资源，结合特有的粗粒化技术实现大规模异构并行计算、万亿级颗粒数模拟；集成丰富的多相流耦合方法，能够长时间或准实时模拟宽粒径分布及反应-传递耦合的复杂工况，适用于国防、核电、煤炭、化工、制药、冶金、矿业、港口、农业、烟草、新能源等行业。

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特色功能

高性能颗粒模拟

先进的算法优化—基于介尺度结构的粗粒化：与传统粗粒化方法相比，EMMS-DPM 方法计算精度更高、计算量减少，提高了计算效率

先进的算法优化—宽粒径分布优化：在处理宽粒径分布的颗粒体系时，采用多重网格搜索和多重通讯算法，能够优化计算过程，内存使用量降低一个量级，计算速度提升30%

大规模颗粒模拟能力

支持上万CPU核心并行计算，效率>45%

支持GPU加速计算，每秒粒子更新数>10^8

计算颗粒数>10^9，可处理物理颗粒数>10^14

多相系统多物理场耦合

支持气固、液固、气液固耦合

支持颗粒间、颗粒-壁面、颗粒-流体的传热、传质模拟，以及催化反应、积碳等化学过程耦合计算

典型应用

方锥形旋转混合器结构优化模拟

DEMMS可用于研究增强物料轴向混合能力的机制。通过高分辨率时空数据提取及深入集成混合性能指标，全面了解物料混合信息、制定提高物料轴向混合能力的方式，并可通过多次数值试验优化挡板构型、个数、尺寸等参数，有效提升方锥形旋转混合器的综合效能。

宝钢BSSF滚筒法钢渣处理工艺模拟

粒径较小的钢渣从滚筒中部加入，与滚筒内部的大粒径钢球混合，以实现钢渣的冷却和研磨。DEMms可预测运行稳定时不同操作条件下滚筒内钢渣的贮存量，用于指导滚筒转速的设置，以保证工艺的连续操作。

气固循环流化床全回路模拟

DEMMS使用双层区域分解策略实现贴体GPU并行技术，动态均衡分配气相、固相计算载荷，大幅提高了全回路计算对多个复杂组件的适应度和能效性。软件在物理模型跨多相流域、高精度计算非规则几何构体等方面表现出优势。

气固流化床设计优化模拟

DEMMS在CPU-GPU气固流动离散模拟的基础上，采用GPU加速计算气固相间作用和反应、粗粒化技术加速计算颗粒间作用，大幅提高了离散模拟方法的时空尺度，从而满足气固流化床的设计优化需求。

烧结布料偏析调控

烧结矿的粒度偏析严重影响生产过程，采用DEMMS可以模拟优化反射板底部的磁场排布，有效调控烧结矿的偏析行为，从而提高生产质量。

滚筒混合器结构优化

传统滚筒轴向混合性能较差，采用DEMMS可以模拟优化滚筒内部挡板设置，增强颗粒径向抛撒与轴向导流作用，显著提高轴向混合效率，减少系统能耗。

胶囊形颗粒精确模拟

DEMMS可以精确模拟胶囊形颗粒，获得长径比和密度分布对其混合行为的影响，为调控和优化该类颗粒的混合过程提供支撑。

MTO反应器催化剂尺度长时间模拟

DEMMS可实现在催化剂尺度模拟MTO中试反应器8小时反应过程，可获得催化剂积碳完整过程，从而为调控催化剂积碳分布、进而优化MTO反应器操作提供支撑。

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