鲁棒的颗粒两相流数值求解方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及数值仿真技术领域，特别涉及一种鲁棒的颗粒两相流数值求解方法、装置、设备及介质。

背景技术

当前，点力颗粒求解器被广泛应用于能源化工，海洋环境，航空航天等问题的颗粒两相流数值仿真软件中。然而，真实工程问题的颗粒数目巨大，数值仿真相当耗时，消耗大量的计算资源。

综上所述，如何减少冗余计算以提高计算效率并节省求解资源是当前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种鲁棒的颗粒两相流数值求解方法、装置、设备及介质，能够减少冗余计算以提高计算效率并节省求解资源，其具体方案如下：

第一方面，本申请公开了一种鲁棒的颗粒两相流数值求解方法，应用于由颗粒求解器与流体求解器耦合得到的颗粒两相流求解器，包括：

当前第一时间步开始时，基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项；所述第一流场信息包括当前流体微团速度；

在所述当前第一时间步内，基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进以更新所述第一目标源项和所述当前流体微团速度，直至所述当前第一时间步结束时得到第二目标源项和目标流体微团速度；

将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项的步骤，直至获取到求解结束信息。

可选的，第一时间步为所述第二时间步与目标整数的乘积；所述目标整数为预先基于自适应时间步技术计算的所述输运管道中颗粒群的惯性参数与携带流体相的惯性参数的整数比值。

可选的，所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项，包括：

通过所述颗粒求解器的控制方程基于输运管道的第一流场信息，更新当前颗粒信息得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息；

基于所述目标颗粒信息得到每个流体微团的目标颗粒源项；

将基于拉格朗日坐标系的所述目标颗粒源项投影至相应流体微团的基于欧拉坐标系的所述当前源项得到第一目标源项；

相应的，所述基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进以更新所述第一目标源项和所述当前流体微团速度，直至所述当前第一时间步结束时得到第二目标源项和目标流体微团速度，包括：

当前第二时间步开始时，根据第二流场信息计算每个流体微团的目标压力梯度源项；所述第二流场信息包括压力势；

将所述目标压力梯度源项投影至相应流体微团的基于欧拉坐标系的最新的临时源项得到新的临时源项；所述第一目标源项为初始的临时源项；

通过携带流体相的动力学方程更新所述当前流体微团速度，以得到新的所述当前流体微团速度；

将下一第二时间步作为所述当前第二时间步，跳转至所述计算每个流体微团的目标压力梯度源项的步骤，直至所述当前第一时间步结束时得到目标流体微团速度和第二目标源项。

可选的，所述基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，包括：

分别在三维方向上对所述第二目标源项包括的颗粒源项进行低频滤波，并将滤波后的所述第二目标源项作为所述当前源项。

可选的，所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，包括：

基于中央处理器并行计算环境对输运管道进行分块处理，然后并行在每个分块中基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项；

其中，所述在每个分块中基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，包括

基于图形处理器并发计算环境确定若干目标线程，并在每个分块中，通过所述若干目标线程并发基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项。

可选的，所述基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进，包括：

基于中央处理器并行计算环境，并行在每个分块中基于第二时间步根据所述第二流场信息进行时间步推进；

其中，所述在每个分块中基于第二时间步根据所述第二流场信息进行时间步推进，包括：

在每个分块中，通过所述若干目标线程并发基于第二时间步根据所述第二流场信息进行时间步推进。

可选的，所述在每个分块中，通过所述若干目标线程并发基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，包括：

在每个分块中，通过所述若干目标线程并发基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项，并将每个分块对应的所述目标颗粒信息并发存放至该分块对应的中央处理器的动态链表数组中。

第二方面，本申请公开了一种鲁棒的颗粒两相流数值求解装置，应用于由颗粒求解器与液相求解器耦合得到的颗粒两相流求解器，包括：

颗粒求解模块，用于当前第一时间步开始时，基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项；所述第一流场信息包括当前流体微团速度；

流体求解模块，用于在所述当前第一时间步内，基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进以更新所述第一目标源项和所述当前流体微团速度，直至所述当前第一时间步结束时得到第二目标源项和目标流体微团速度；

步骤跳转模块，用于将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项的步骤，直至获取到求解结束信息。

第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：

存储器，用于保存计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的鲁棒的颗粒两相流数值求解方法。

第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的鲁棒的颗粒两相流数值求解方法。

可见，本申请当前第一时间步开始时，基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项；所述第一流场信息包括当前流体微团速度；在所述当前第一时间步内，基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进以更新所述第一目标源项和所述当前流体微团速度，直至所述当前第一时间步结束时得到第二目标源项和目标流体微团速度；将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项的步骤，直至获取到求解结束信息。由此可见，本申请颗粒求解器以第一时间步为时间步进行循环，流体求解器以第二时间步为时间步进行循环，第一时间步大于所述第二时间步，则与三个求解器为同一时间步(第二时间步)相比，减少了颗粒求解器的冗余计算，提高计算效率并节省了求解资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请公开的一种鲁棒的颗粒两相流数值求解方法流程图；

图2为本申请公开的一种动态链表数组与CPU并行分块关系示意图；

图3为本申请公开的一种动态链表技术与CPU并行计算技术的关系示意图；

图4为本申请公开的一种动态链表技术与GPU并发计算技术的关系示意图；

图5为本申请公开的一种液、颗粒两相流求解器双时间步耦合示意图；

图6为本申请公开的一种CPU+GPU异构技术方案示意图；

图7为本申请公开的一种具体的鲁棒的颗粒两相流数值求解方法流程图；

图8为本申请公开的一种颗粒两相流数值求解流程示意图；

图9为本申请公开的一种鲁棒的颗粒两相流数值求解装置结构示意图；

图10为本申请公开的一种电子设备结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当前，点力颗粒求解器被广泛应用于能源化工，海洋环境，航空航天等问题的颗粒两相流数值仿真软件中。然而，真实工程问题的颗粒数目巨大，数值仿真相当耗时，消耗大量的计算资源。

为此，本申请实施例提出一种颗粒两相流数值求解方案，能够减少冗余计算以提高计算效率并节省求解资源。

本申请实施例公开了一种鲁棒的颗粒两相流数值求解方法，参见图1所示，应用于由颗粒求解器与液相求解器耦合得到的颗粒两相流求解器，该方法包括：

步骤S11：当前第一时间步开始时，基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项；所述第一流场信息包括当前流体微团速度。

本实施例中，所述颗粒两相流求解器可应用于能源化工，海洋环境，航空航天等各方面。

本实施例中，通过CPU+GPU异构技术更新当前颗粒信息和当前源项，其中，CPU(Central Processing Unit)为中央处理器，GPU(graphics processing unit)为图形处理器；具体的，所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，包括：基于中央处理器并行计算环境对输运管道进行分块处理，然后并行在每个分块中基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项；其中，所述在每个分块中基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，包括基于图形处理器并发计算环境确定若干目标线程，并在每个分块中，通过所述若干目标线程并发基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项。

本实施例中，所述在每个分块中，通过所述若干目标线程并发基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，包括：在每个分块中，通过所述若干目标线程并发基于第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项，并将每个分块对应的所述目标颗粒信息并发存放至该分块对应的中央处理器的动态链表数组中。

需要指出的是，需要的当前颗粒信息是从动态链表数组中获取。

需要指出的是，需要存储颗粒信息以便后续利用，传统方法存储颗粒信息都是从开始到计算结束，求解器数组内存大小是固定了的，无法中途改变数组的内存大小。但是颗粒群在运动过程中，会改变位置，从计算的角度来说，每个时刻，每个并行分块的颗粒数目是变化的。如果采用传统的全局数组定义颗粒，那么必须预先分配很大的内存，这就造成了计算机内存极大的浪费。因此需要采用动态链表数组，即根据颗粒的动态数组，动态地分配内存给颗粒群，使其有效地利用计算机内存。

具体的，参见图2所示，为动态链表数组(内存)与CPU并行分块关系示意图，图中，当颗粒进入某个分块的时候，分配内存；当颗粒离开某个分块的时候，释放内存。

参见图3所示，为动态链表技术与CPU并行计算技术的关系示意图；具体的，图中动态链表数组是一个CPU对应的数组，多个CPU并行处理多个分块，但是单个CPU对单个分块处理时是对颗粒逐个处理，因此，图3表示的内容为：基于动态链表技术，求解器逐个从动态链表中提取颗粒信息，然后调用颗粒求解器求解式来逐个更新颗粒信息，最后将更新的颗粒信息再逐个写入动态链表内存中。这极大节约了内存，即颗粒数目与动态链表数组内存是一一对应的关系，颗粒数目多，则分配的动态链表内存大；颗粒数目少，则分配的动态链表内存少。

参见图4所示，为动态链表技术与GPU并发计算技术的关系示意图；具体的，图中动态链表数组是一个CPU对应的数组，多个CPU并行处理多个分块，且一个CPU中是多个GPU同时处理多个颗粒，因此，图3表示的内容为：采用GPU并发加速技术计算每个CPU的动态链表数组所包含的颗粒群信息可以摒弃逐个计算的方式，采用并发计算进行加速，即N个颗粒(蓝色)同时调用单颗粒求解器，计算颗粒信息；然后同时更新每个颗粒各自对应的动态链表数组内存处的颗粒信息。GPU版本的颗粒求解器基于CPU版本的颗粒求解器，是对CPU版本的颗粒求解器的升级和加速。CPU求解器和GPU求解器共同组成了CPU+GPU异构求解器。需要指出的是，N一般为O(10000)，即CPU+GPU异构颗粒求解器比传统的CPU颗粒求解器快约O(10000)倍。

步骤S12：在所述当前第一时间步内，基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进以更新所述第一目标源项和所述当前流体微团速度，直至所述当前第一时间步结束时得到第二目标源项和目标流体微团速度。

本实施例中，第一时间步为所述第二时间步与目标整数的乘积；所述目标整数为预先基于自适应时间步技术计算的所述输运管道中颗粒群的惯性参数与携带流体相的惯性参数的整数比值。

需要指出的是，现有技术，是采用相同的时间步，非定常时间推进携带流体相求解器和弥散颗粒相的点力颗粒求解器，构成颗粒两相流求解器，但是，相同时间步且非定常数值仿真相当耗时，消耗大量的计算资源；因此，本实施例利用自适应双时间步技术，在进行计算前，自动计算颗粒群的惯性参数，与携带流体相的惯性参数对比，得出整数比值N_dt_p。一般来说，团队目标问题的颗粒惯性是比流体惯性大的，所以整数比值N_dt_p大于1。用这个整数比值乘以携带流体相求解器的时间步长dt，得到颗粒求解器的时间步长N_dt_p×dt。这样一来，颗粒两相流求解器是每N_dt_p×dt个时间步，调用1次颗粒求解器。对比传统做法，节省了(N_dt_p-1)×dt次对颗粒求解器的冗余计算。

参见图5所示，为液、颗粒两相流求解器双时间步耦合示意图；图中，A表示颗粒求解器、C表示流体求解器，颗粒求解器A的时间推进步长与流体求解器C的时间推进步长是不一样的，流体求解器C的时间推进步长是dt，而颗粒求解器A的时间推进步长是N_dt_p倍的dt，N_dt_p一般取10-20为宜。

本实施例中，所述基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进，包括：基于中央处理器并行计算环境，并行在每个分块中基于第二时间步根据所述第二流场信息进行时间步推进；其中，所述在每个分块中基于第二时间步根据所述第二流场信息进行时间步推进，包括：在每个分块中，通过所述若干目标线程并发基于第二时间步根据所述第二流场信息进行时间步推进。

参见图6所示，为一种CPU+GPU异构技术方案示意图，图中A表示颗粒求解器、C表示流体求解器，具体的，在CPU+GPU异构软件平台中：A,C求解器分别通过CPU并行计算将任务分解成np个，分配给np个CPU同时计算，加速np倍，np是MPI(Message Passing interface，消息传递接口，用于编写并行计算机)并行分块数目；然后，在每个MPI并行分块上，也就是每个CPU上，对子任务进行进一步剖分，每个子任务分解成N个，进行并发加速计算，加速N倍，N是GPU线程数目。A_mpi_1-A_mpi_np表示A求解器任务分解的np个CPU子任务，A_mpi_1_thread_1-A_mpi_1_thread_N表示CPU子任务A_mpi_1被分解成N个GPU子任务。C_mpi_1-C_mpi_np表示C求解器任务分解的np个CPU子任务，C_mpi_1_thread_1-C_mpi_1_thread_N表示CPU子任务C_mpi_1被分解成N个GPU子任务。

参见表一所示，为CPU+GPU异构并发计算技术效率对比，表中展示了单核CPU、多核CPU和CPU+GPU异构并发的相对加速度比，CPU+GPU异构技术比多核CPU并行技术快O(1000)倍。

表一

步骤S13：将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项的步骤，直至获取到求解结束信息。

可见，本申请当前第一时间步开始时，基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项；所述第一流场信息包括当前流体微团速度；在所述当前第一时间步内，基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进以更新所述第一目标源项和所述当前流体微团速度，直至所述当前第一时间步结束时得到第二目标源项和目标流体微团速度；将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项的步骤，直至获取到求解结束信息。由此可见，本申请颗粒求解器以第一时间步为时间步进行循环，流体求解器以第二时间步为时间步进行循环，第一时间步大于所述第二时间步，则与三个求解器为同一时间步(第二时间步)相比，减少了颗粒求解器的冗余计算，提高计算效率并节省了求解资源；另外，另外，采用CPU+GPU异构技术开发，由CPU并行处理和CPU并发处理结合，提高处理速度。

本申请实施例公开了一种具体的鲁棒的颗粒两相流数值求解方法，应用于由颗粒求解器与液相求解器耦合得到的颗粒两相流求解器，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。参见图7所示，具体包括：

步骤S21：当前第一时间步开始时，通过所述颗粒求解器的控制方程基于输运管道的第一流场信息，更新当前颗粒信息得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息；基于所述目标颗粒信息得到每个流体微团的目标颗粒源项；将基于拉格朗日坐标系的所述目标颗粒源项投影至相应流体微团的基于欧拉坐标系的所述当前源项得到第一目标源项。

本实施例中，所述颗粒求解器的控制方程具体为：

所述基于所述目标颗粒信息得到每个流体微团的目标颗粒源项，具体为根据目标颗粒源项计算公式基于所述目标颗粒信息得到每个流体微团的目标颗粒源项所述目标颗粒源项计算公式为：

基于拉格朗日坐标系的所述目标颗粒源项投影至相应流体微团的基于欧拉坐标系的当前源项，以得到第一目标源项的具体投影公式如下所示：

其中，X

其中，f

需要指出的是，将原来基于拉格朗日坐标系的反馈转化为基于欧拉坐标系的变量。这样，可以自然而然地使用基于欧拉坐标系的反馈算法。基于欧拉坐标系的反馈算法比基于拉格朗日坐标系的反馈算法消耗内存少。

本步骤中，根据上述公式构成了颗粒求解器的技术体系，实现颗粒群的求解更新。

步骤S22：在所述当前第一时间步内，当前第二时间步开始时，根据第二流场信息计算每个流体微团的目标压力梯度源项；所述第二流场信息包括压力势；将所述目标压力梯度源项投影至相应流体微团的基于欧拉坐标系的最新的临时源项得到新的临时源项；所述第一目标源项为初始的临时源项。

本实施例中，根据第二流场信息计算得到每个流体微团的目标压力梯度源项的具体公式为：

其中，φ为压力势，P是压力，

所述将所述目标压力梯度源项投影至相应流体微团的基于欧拉坐标系的最新的临时源项得到新的临时源项的具体公式如下所示：

步骤S23：通过携带流体相的动力学方程更新所述当前流体微团速度，以得到新的所述当前流体微团速度。

本实施例中，所述携带流体相的动力学方程(反馈算法)如下所示：

具体的，携带流体相的动力学方程采用分步求解方式，先显式时间推进对流项N(U),然后隐式时间推进扩散项L(U)和源项，x、y、z表示在坐标系的坐标；坐标系为拉格朗日坐标系或欧拉坐标系。

其中，所述携带流体相的动力学方程分时间步推进对流项的技术方案的具体公式如下所示：

k＝1,2,3

source

其中，上标k表示时间步数，上标*表示k时间步推进对流项后的变量；该具体公式求解也采用RK3-CN2(Runge-Kutta 3rd-Crank-Nicolson 2nd)算法。

具体的，RK3-CN2算法的时间推进算法系数表如表二所示表二

步骤S23和步骤S22中，根据上述公式构成了流体求解器的技术体系，实现流体微团速度的求解更新；所述流体求解器可具体为液相求解器。

步骤S24：将下一第二时间步作为所述当前第二时间步，跳转至所述计算每个流体微团的目标压力梯度源项的步骤，直至所述当前第一时间步结束时得到目标流体微团速度和第二目标源项。

步骤S25：将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项的步骤，直至获取到求解结束信息。

本实施例中，弥散颗粒的动量反馈是一种数值源项，容易造成基于双曲守恒律的流体力学离散相容方程的数值不稳定，需要进行低通滤波，即过滤弥散颗粒动量反馈的高频信息，增强颗粒两相流求解器的整体数值稳定性。

需要指出的是，所述基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，包括：分别在三维方向上对所述第二目标源项包括的颗粒源项进行低频滤波，并将滤波后的所述第二目标源项作为所述当前源项。需要指出的是，可以考虑对压力源项进行滤波。

其中，滤波公式(i方向的高频滤波控制方程)如下所示：

其中，f

需要指出的是，此滤波公式也属于流体求解器的技术体系。

流体求解器具体可为液相求解器；将颗粒求解器的控制方程用A.1表示，将目标颗粒源项计算公式和相应的具体投影公式用A.2表示，将目标压力梯度源项的具体计算公式以及相应的具体投影公式用C.1表示，将携带流体相的动力学方程用C.2表示，并将携带流体相的动力学方程分时间步推进的技术方案的具体公式用C.3表示，将滤波公式用C.5表示，然后针对数值求解展示图8所示的颗粒两相流数值求解流程示意图，图中也标明了A颗粒求解器以dt×N_dt_p为时间步进行循环，流体求解器是以dt为时间部进行循环。

可见，本申请当前第一时间步开始时，通过所述颗粒求解器的控制方程基于输运管道的第一流场信息，更新当前颗粒信息得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息；基于所述目标颗粒信息得到每个流体微团的目标颗粒源项；将基于拉格朗日坐标系的所述目标颗粒源项投影至相应流体微团的基于欧拉坐标系的所述当前源项得到第一目标源项；在所述当前第一时间步内，当前第二时间步开始时，根据第二流场信息计算每个流体微团的目标压力梯度源项；所述第二流场信息包括压力势；将所述目标压力梯度源项投影至相应流体微团的基于欧拉坐标系的最新的临时源项得到新的临时源项；所述第一目标源项为初始的临时源项；通过携带流体相的动力学方程更新所述当前流体微团速度，以得到新的所述当前流体微团速度；将下一第二时间步作为所述当前第二时间步，跳转至所述计算每个流体微团的目标压力梯度源项的步骤，直至所述当前第一时间步结束时得到目标流体微团速度和第二目标源项；将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项的步骤，直至获取到求解结束信息。由此可见，本申请颗粒求解器以第一时间步为时间步进行循环，流体求解器以第二时间步为时间步进行循环，第一时间步大于所述第二时间步，则与三个求解器为同一时间步(第二时间步)相比，减少了颗粒求解器的冗余计算，提高计算效率并节省了求解资源；另外，源项滤波增强了数值稳定性，且源项由拉格朗日坐标系映射至欧拉坐标系，使得利用反馈算法进行计算时消耗的计算内存减少。

相应的，本申请实施例还公开了一种鲁棒的颗粒两相流数值求解装置，应用于由颗粒求解器与液相求解器耦合得到的颗粒两相流求解器，参见图9所示，该装置包括：

颗粒求解模块11，用于当前第一时间步开始时，基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项；所述第一流场信息包括当前流体微团速度；

流体求解模块12，用于在所述当前第一时间步内，基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进以更新所述第一目标源项和所述当前流体微团速度，直至所述当前第一时间步结束时得到第二目标源项和目标流体微团速度；

步骤跳转模块13，用于将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项的步骤，直至获取到求解结束信息。

其中，关于上述各个模块更加具体的工作过程可以参数前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

可见，本申请当前第一时间步开始时，基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项，以得到每个流体微团中的颗粒的目标颗粒信息和第一目标源项；所述第一流场信息包括当前流体微团速度；在所述当前第一时间步内，基于第二时间步根据第二流场信息进行时间步推进以更新所述第一目标源项和所述当前流体微团速度，直至所述当前第一时间步结束时得到第二目标源项和目标流体微团速度；将下一第一时间步作为所述当前第一时间步，并将所述目标流体微团速度作为所述当前流体微团速度，基于所述第二目标源项确定新的所述当前源项，并跳转至所述基于输运管道的第一流场信息更新当前颗粒信息和当前源项的步骤，直至获取到求解结束信息。由此可见，本申请颗粒求解器以第一时间步为时间步进行循环，流体求解器以第二时间步为时间步进行循环，第一时间步大于所述第二时间步，则与三个求解器为同一时间步(第二时间步)相比，减少了颗粒求解器的冗余计算，提高计算效率并节省了求解资源。

进一步的，本申请实施例还提供了一种电子设备。图10是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本申请的使用范围的任何限制。

图10为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、显示屏23、输入输出接口24、通信接口25、电源26和通信总线27。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的鲁棒的颗粒两相流数值求解方法中的相关步骤。另外，本实施例中的电子设备20具体可以为电子计算机。

本实施例中，电源26用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口25能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口24，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。

另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括计算机程序221，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，计算机程序221除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的鲁棒的颗粒两相流数值求解方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。

进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的鲁棒的颗粒两相流数值求解方法。

关于该方法的具体步骤可以参数前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本申请书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种鲁棒的颗粒两相流数值求解方法、装置、设备、存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。