学生开发游戏技术用于环境和科学研究 曼彻斯特大学的一名博士生开发了一种新的方法和软件，利用计算机游戏技术进行复杂的科学和工程模拟。强大的图形处理单元（GPU），通常用于为游戏主机、个人电脑和笔记本电脑创建超快的游戏玩法和逼真的视觉效果。最近，GPU已经成为一种加速科学模拟的技术，一些应用程序的运行速度比传统计算机快100倍以上。 25岁的Alex Chow，来自机械、航空航天和土木工程学院，正在使用这项技术创建“暴烈流体流动”的大规模模拟，包括强大的海浪撞击近海风力涡轮机以预测它们对结构的潜在冲击力。 创建复杂和精确的计算机模拟通常是在所谓的“超级计算机”上完成的。超级计算机不是一台个别的机器，实际上由数百个中央处理单元（CPU）连接而成，最多可连接数千个计算核心。这样强大的计算机是必要的，因为这些大型模拟有数十亿次计算和数百万个数据点。 这种机器虽然功能强大，但非常昂贵，即使是小型集群的成本也从几十万英镑到几百万英镑不等。它们还消耗大量能源，且只能访问少数研究人员和科学家。使用图形处理单元（GPU）的好处是它们比通常用于进行这种复杂模拟所需的超级计算机要便宜且节能。一些GPU足够紧凑，可以适合笔记本电脑，而超级计算机可能需要一个整个房间或专门的设施。 Alex已开发了一款计算机软件，使用开源代码“DualSPHysics”进行科学模拟方法“Incompressible smoothed particle hydrodynamics (ISPH)”在GPU上运行，用于模拟复杂、激烈的水动力学流动。 新代码能在一个设备上计算数百万数据点，用于真实的3D工程应用。在研究中，Alex需要克服的关键挑战是解决数百万个同时方程组，这些方程组在整个模拟过程中会不断变化。他说：“使用这种技术可以将复杂科学模拟的成本从几十万英镑降低到只需几千英镑。一个优势是，大多数研究人员和小型工程公司都能够负担得起一台性能较强的笔记本电脑或计算机，所以这种模拟和研究更加易于实施。” 英国从海上风力发电中产生的电力比其他任何国家都要多，约占年度电能的5%。预计到2020年这一比例将增长到10%，在全球范围内增长迅速。在谈到他的项目时，Chow补充说：“由于世界正在努力实现全球能源目标，从海上环境中产生的能源量正在增加，但海洋环境可能非常暴烈和恶劣，因此为这些环境高效设计结构是一项艰巨任务。使用物理实验可能极不切实际，也无法代表问题。这些模拟允许工程师和研究人员在不必实地考察和进行昂贵实验的情况下做出关于结构设计的重要决策。” 这篇名为“使用GPU进行快速泊松求解的不可压缩SPH（ISPH）”的论文已经发表在《计算物理通讯》期刊上 -- Alex D. Chow; Benedict D. Rogers; Steven J. Lind; Peter K. Stansby 能源是曼彻斯特大学的研究焦点之一--这些是一些开创性发现、跨学科合作和跨行业伙伴关系的例子，正在解决地球面临的一些最大问题。#ResearchBeacons 分享这则消息 更多阅读"
