顆粒在線訊：過(guò)程工業(yè)自主工程軟件的缺失已成為掣肘其高效智能綠色發(fā)展的一大瓶頸，也是該領(lǐng)域的卡脖子問(wèn)題之一?；诙喑叨确椒ɑA(chǔ)研究的多年成果，日前，過(guò)程工程所自主研發(fā)的離散模擬軟件DEMms正式發(fā)布。該軟件可實(shí)現(xiàn)萬(wàn)核以上大規(guī)模異構(gòu)并行計(jì)算，計(jì)算顆粒數(shù)可超十億級(jí)，對(duì)應(yīng)的物理顆粒數(shù)超萬(wàn)億級(jí)。

圖1 DEMms軟件界面與在線試用網(wǎng)站

　　DEMms是一款面向顆粒、散料和多相體系大規(guī)模高性能模擬的科研與工程軟件，可對(duì)CPU和GPU等多種計(jì)算資源實(shí)現(xiàn)高效利用，典型并行效率高于40%，單GPU每秒顆粒更新數(shù)可達(dá)十億級(jí)。軟件適應(yīng)復(fù)雜的顆粒物性與設(shè)備形狀，開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的顆粒粗?；Ｐ团c流固耦合方法，能高效對(duì)接多種開(kāi)源流動(dòng)求解器。

　　DEMms計(jì)算規(guī)模與并行效率顯著高于同類(lèi)型主流商業(yè)軟件，具備長(zhǎng)時(shí)間或準(zhǔn)實(shí)時(shí)模擬寬粒徑分布和反應(yīng)-傳遞耦合的工業(yè)設(shè)備的能力。已應(yīng)用于顆粒流體系（例如料斗、螺旋輸送器、顆粒混合器和高爐布料等）和顆粒流體系統(tǒng)（循環(huán)流化床、湍動(dòng)床和提升管反應(yīng)器等）的模擬，服務(wù)于科技部、基金委和中科院部署的重要項(xiàng)目，以及寶鋼、中石化、殼牌和聯(lián)合利華等多家世界500強(qiáng)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)。

圖2 DMTO反應(yīng)器8小時(shí)反應(yīng)過(guò)程模擬

（相關(guān)研究成果發(fā)表于Chemical Engineering Journal, 2020: 389: 124135）

　　目前，研究所已與國(guó)內(nèi)知名軟件公司簽署了代理銷(xiāo)售協(xié)議，同時(shí)開(kāi)通了在線試用。應(yīng)用此軟件的虛擬工廠技術(shù)也在深入開(kāi)發(fā)中，將為過(guò)程工業(yè)的高水平數(shù)字孿生提供計(jì)算引擎，服務(wù)“雙碳”目標(biāo)下流程再造的巨大研發(fā)需求。

　　該工作得到了中國(guó)科學(xué)院“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)，中國(guó)科學(xué)院綠色過(guò)程制造創(chuàng)新研究院“工業(yè)化虛擬過(guò)程平臺(tái)的研發(fā)與典型應(yīng)用”項(xiàng)目，國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“多相反應(yīng)過(guò)程中的介尺度機(jī)制及調(diào)控”集成項(xiàng)目，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院青促會(huì)等項(xiàng)目的支持。