目前大规模不规则颗粒的高性能计算仍然是一大挑战。本研究利用Taichi并行语言，提出在GPU框架下的水平集离散元方法（LSDEM），实现大尺度任意形状碎石颗粒流的高效率模拟。在此基础上，利用物质点法（MPM）模拟土体力学响应，开发高性能物质点-水平集离散元（MP-LSDEM）耦合方法，用于模拟土体-碎石颗粒的相互作用。提出多层次邻居网格搜索方法，较传统方法计算效率提升35%，并能适用于极端颗粒级配工况。此外引入有向距离场与零水平集函数模板，对不同形状颗粒进行分组，大大节省计算内存。针对LSDEM与MPM域的耦合问题，实现一种基于接触力学的鲁棒算法，保证颗粒间无穿透性。通过不同数值算例，验证了所提出的方法的有效性，证明其能够有效地模拟具有各类复杂岩土工程问题。
 

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