Программа для численного моделирования двухфазных систем методом фазового поля на графических процессорах

Программа для численного моделирования двухфазных систем методом фазового поля подразумевает возможность проведения расчетов по широкому классу задач: неустойчивость Релея-Тейлора, неустойчивость Кельвина-Гельмгольца, всплытие/погружение капли, динамика вытеснения в капилляре и др. Также возможно проведение расчетов для сложной геометрии, например, для развитой сети капилляров. Реализованный в программе метод фазового поля позволяет проводить моделирование несмешивающихся, смешивающихся и частично смешивающихся компонент двухфазной системы. В качестве численного алгоритма применяется метод проекций (метод дробных шагов), с использованием метода конечных разностей и явной схемы по времени. Алгоритм адаптирован (распараллелен) для вычислений на графических процессорах с использованием технологии CUDA. Результаты тестовых расчетов показали высокую скорость вычислений по сравнению с вычислениями на центральных процессорах. Метод фазового поля, распараллеливание и базовые концепции программы представлены в статье: A. Vorobev, S. Prokopev, T. Lyubimova Phase-field modelling of a liquid/liquid immiscible displacement through a network of capillaries // Journal of Computational Physics 2020. Vol. 421. Pp. 109747.