科研进展

　　过程工业自主工程软件的缺失已成为掣肘其高效智能绿色发展的一大瓶颈，也是该领域的卡脖子问题之一。基于多尺度方法基础研究的多年成果，日前，过程工程所自主研发的离散模拟软件DEMms正式发布。该软件可实现万核以上大规模异构并行计算，计算颗粒数可超十亿级，对应的物理颗粒数超万亿级。

图1 DEMms软件界面与在线试用网站（所内：http://192.168.0.111/demms/home.html，所外：http://159.226.63.40/demms/home.html ）

　　DEMms是一款面向颗粒、散料和多相体系大规模高性能模拟的科研与工程软件，可对CPU和GPU等多种计算资源实现高效利用，典型并行效率高于40%，单GPU每秒颗粒更新数可达十亿级。软件适应复杂的颗粒物性与设备形状，开发了独特的颗粒粗粒化模型与流固耦合方法，能高效对接多种开源流动求解器。

　　DEMms计算规模与并行效率显著高于同类型主流商业软件，具备长时间或准实时模拟宽粒径分布和反应-传递耦合的工业设备的能力。已应用于颗粒流体系（例如料斗、螺旋输送器、颗粒混合器和高炉布料等）和颗粒流体系统（循环流化床、湍动床和提升管反应器等）的模拟，服务于科技部、基金委和中科院部署的重要项目，以及宝钢、中石化、壳牌和联合利华等多家世界500强企业的技术研发。

图2 DMTO反应器8小时反应过程模拟（相关研究成果发表于Chemical Engineering Journal, 2020: 389: 124135）

　　目前，研究所已与国内知名软件公司签署了代理销售协议，同时开通了在线试用。以此为基础研发的虚拟工厂技术也正在开发中，将为过程工业的高水平数字孪生提供计算引擎，服务“双碳”目标下流程再造的巨大研发需求。

　　该工作得到了中科院“变革性洁净能源关键技术与示范”战略先导科技专项、国家自然科学基金重大研究计划、国家重点研发计划和中科院青促会等项目的支持。

(介科学研究部)