OpenLB

OpenLB es una implementación orientada a objetos de los métodos de Boltzmann de celosía (LBM). Es la primera implementación de una plataforma genérica para la programación LBM, que se comparte con la comunidad de código abierto (GPLv2) . ^{[ 2 ]} El código está escrito en C++ y es utilizado tanto por programadores de aplicaciones como por desarrolladores, con la capacidad de implementar modelos personalizados. ^{[ 3 ]} OpenLB admite estructuras de datos complejas que permiten simulaciones en geometrías complejas y ejecución paralela utilizando MPI, OpenMP y CUDA en computadoras de alto rendimiento. El código fuente utiliza los conceptos de interfaces y plantillas , de modo que se hacen posibles implementaciones eficientes, directas e intuitivas de LBM. ^{[ 4 ]} La eficiencia y la escalabilidad han sido verificadas y probadas mediante revisiones de código. ^{[ 5 ]} Un manual de usuario y una documentación del código fuente de DoxyGen están disponibles en la página del proyecto.

OpenLB se encuentra en constante desarrollo. Actualmente, se han implementado las siguientes características:

• Dinámica de fluidos computacional en geometría compleja ^{[ 6 ]}
• Generación automática de una cuadrícula ^{[ 6 ]}
• Flujo turbulento ^{[ 7 ]}
• Flujo multicomponente ^{[ 8 ]}
• Flujo térmico ^{[ 9 ]}
• Radiación luminosa ^{[ 10 ]}
• Optimización de la topología ^{[ 11 ]}
• Flujo de partículas (método Euler-Euler y Euler-Lagrange) ^{[ 12 ]}

La generación automatizada de mallas ^{[ 6 ]} es una de las grandes ventajas de OpenLB sobre otros paquetes de software CFD. Las principales ventajas se enumeran a continuación:

• Uso de geometrías en formato de archivo STL o formas geométricas primitivas (por ejemplo, bola, cilindro, cono) y su unión, intersección y diferencia.
• Voxelización muy rápida: 600 ³ ~ 1 minuto
• Manipulación de superficies no estancas
• Optimización de la memoria mediante octrees
• Distribución de carga para ejecución paralela con MPI, OpenMP y CUDA.

La generación automática de la malla puede trabajar tanto con archivos STL como con geometrías primitivas. Para la geometría, se crea una malla rectangular uniforme que abarca todo su espacio. A continuación, se eliminan las celdas sobrantes y los cuboides restantes se reducen para ajustarse a la geometría dada. Finalmente, la malla se distribuye a diferentes hilos o procesadores para la ejecución paralela de la simulación. Las condiciones de contorno y los valores iniciales se pueden configurar mediante números de material.

• Krause, Mathias J. y Latt, Jonas y Heuveline, Vincent. "Hacia una paralelización híbrida de los métodos de Boltzmann reticular". Computers & Mathematics with Applications 58.5 (2009): 1071–1080.
• Heuveline, Vincent y Mathias J. Krause. «OpenLB: hacia una biblioteca paralela de código abierto eficiente para simulaciones de flujo de fluidos mediante el método de Boltzmann en red». Taller Internacional sobre el Estado del Arte en Computación Científica y Paralela . PARA. Vol. 9. 2010.
• Krause, Mathias J., Thomas Gengenbach y Vincent Heuveline. «Simulaciones paralelas híbridas de flujos de fluidos en geometrías complejas: Aplicación a los pulmones humanos». Conferencia Europea sobre Procesamiento Paralelo . Springer Berlin Heidelberg , 2010.
• Krause, Mathias J. "Simulación y optimización del flujo de fluidos con métodos de Boltzmann en red en computadoras de alto rendimiento: aplicación al sistema respiratorio humano." Instituto Tecnológico de Karlsruhe , KIT (2010).
• Trunk, Robin, et al. "Simulaciones de flujo de fluidos particulados diluidos inerciales con un método de celosía de Euler-Euler." Journal of Computational Science (2016).
• Mink, Albert, et al. "Un método de Boltzmann de celosía 3D para la simulación de luz en medios participantes." Journal of Computational Science (2016).

• Ganador del premio Mimics Innovation Award (2011) ^{[ 13 ]}
• Certificado honorífico en el Grupo de Impacto Humanitario, "Premios a la Innovación de la Alianza de Soluciones Itanium®" (2009) ^{[ 14 ]}
• Finalista en la categoría de Innovación en Impacto Humanitario del Grupo, "Premios a la Innovación de Itanium® Solutions Alliance" (2007)

• Lista de software de dinámica de fluidos computacional

• Sitio web oficial
• Filtración dinámica de flujo cruzado con OpenLB (vídeo de YouTube)
• Tráiler de OpenLB (vídeo de YouTube)