1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述 1.1 引言 随着科学研究的不断发展，颗粒动力学、大规模并行算法、离散元方法等方面的研究讨论对于实际生活和工业生产具有越来越重要的意义。

本课题以球形颗粒为研究对象，主要使用离散元方法中的软球模型建模，同时考虑颗粒受到的摩擦力、浮力、碰撞力等以及颗粒间的几何排列和相互作用，确定颗粒接触规则和模型，并以颗粒体系的哈密顿能量极小值为判断标准，分析多颗粒碰撞的动力学特性，并利用异构计算环境nvidia的cuda（compute unified device architecture），设计和编译颗粒碰撞的gpu并行计算程序。

1.2 颗粒流 颗粒材料(granular materials, granular matter)可定义为由大量相互接触的颗粒组成的系统，其颗粒尺度一般限定在1个微米以上，这是由于在1个微米以下，热运动非常重要。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

（1）掌握颗粒的物理属性和颗粒碰撞的动力学研究现状； （2）掌握gpu计算的工作原理、结构组成及发展现状； （3）利用异构计算环境nvidia的cuda (compute unified device architecture)，设计和编译颗粒碰撞的gpu并行计算程序。

以球形颗粒（小米、玻璃珠）为主要的颗粒对象，基于颗粒碰撞的动力学模型，并考虑周围的静止空气环境，运用c 语言设计两个及多个（100-1000个）颗粒碰撞动力学计算程序，并结合cpu gpu平台实现并行计算。

初步打算先忽略一切次要因素，如浮力，摩擦力，几何排列等，仅对两个颗粒（接触力包含摩擦力）进行研究，确定接触规则并设计并行程序。