2017年2月28日火曜日

DualSPHysics Ver.4.0

以前、試したことのある DualSPHysics を確認。

Ver. が上がっています。現在は Ver.4.。機能の内、以下の内容が目に留まりました。
http://www.dual.sphysics.org/index.php/news/
 • Coupled SPH & DEM.
The Discrete Element Method (DEM) allows for the computation of rigid particle dynamics, by considering contact laws to account for interaction forces. The coupled numerical solution, based on SPH and DEM discretisations, resolves solid-solid and solid-fluid interactions in broad range of scales [Canelas et al., 2016]. The source files of DEM implementation are released in version 4.0. Examples: CaseBowling and CaseSolids.
 • Multi-Phase soil-water.
The DualSPHysics code has been validated for multi-phase simulations involving water and sediment for fully saturated flows [Fourtakas and Rogers, 2016]. This has been released in v4.0 as executables with the source code to following v4.2. Example: CaseTwoPhases.
確認してみますと、VTK ファイルを読み込むサンプルファイルがついていました。以前は、地形などを読み込む方法が分からなかったのですが、参考になりそうです。
https://phreeqc.blogspot.jp/2014/02/dual-sphysics.html

で、早速動かしてみました。

が、動きません。GPU のエラーが出ます。最新のドライバーにしてみましたが、ダメ。
他のサンプルファイルは GPUに載せても動きますが、これだけはダメ。残念。
サンプルファイルを読み込んだ段階で書き出される、粒子配置を記載した VTK ファイルを ParaView で確認してみますと、おお、しっかり粒子が配置されて計算できる状態にはなっています。
HP には表流水の流下の様子がUPされていますので、地形の取り込みも可能なのでしょう。まずは簡単な形状の取り込みから始める必要がありそうです。



Coupled SPH & DEM のサンプルファイルは CPU でも GPU でも計算できました。剛体を SPH で計算するのか DEMで計算するのか選択できるようです。同じ質点系であれば、容易かもしれませんが、そこはどのようなアルゴなのか理解できていません。後ほど、ですね(使うことがないかもしれませんが)。
計算自体は GPU を使っても思ったほど早くなりませんでした。結果は以下の通り。Blender でのレンダリングについては、まったくやり方が分かりませんが、プロに聞いてみれば大丈夫でしょう。同様のシミュレーションで、ブロックにかかる圧力を抜いている文献がありますので、まずはそちらを理解したいですね。


video


もう一つ。
Multi-Phase のサンプルファイルの中を見てみますと、土砂のcφを取り込んでいました。破壊基準は Drucker-Pruger (円錐)を選択できるようです。
流体の種類をいくつか選択できるようですが、理解できていません。以前、ビンガム流体としてτを導入している文献を見たことがありますが、同じような組み込み方なのでしょうか。わかりません。
土砂の単体は飽和での値を入力するようです。これだと間隙水の考慮ができないなあ、と思っていましたが、よく考えると FEM と同様ですので連成させないとダメですね。このあたりは文献に詳述されているようです。土砂の取り扱いに関しては LSFLOW の様な支配方程式を組み込むことも考えていましたが、これ、使えるでしょうか?
現在のところ Ver. Multiphase_3.4β ということで、説明書は添付されていません。今後のリリースで理論や計算式、解説などが公開されるかもしれません。期待しましょう。


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20170302追記
レンダリングについてプロと話をしました。
回答としては、何らかのスクリプトを組まないと大変、とのこと。
手順の公開に期待しましょう。


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