[發明專利]一種面向動邊界流場數值模擬的局部區域網格重構并行方法

有效

• 申請號: 201910410152.1
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110188424B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 鄭建靖;陳建軍;鄭耀;解利軍;傅珂杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14;G06F111/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月;邱啟旺

1.一種面向動邊界流場數值模擬的局部區域網格重構并行方法，其特征在于，用于外掛物釋放、火箭助推器的動邊界流場的數值模擬，包括如下步驟：

（1）對于輸入的已經發生變形的分布式的網格，分析網格變形后單元的質量，如果網格的質量符合進行流場計算，則將網格推進到下一個時間步；否則，則標記要刪除的網格單元，被標記的單元可以構成一組孔洞和用孔洞邊界描述的用于網格重構的區域，其中分布式表示位于不同的處理器上，所述網格為流場模擬中的四面體網格；

（2）使用并行區域分解方法對帶孔洞的網格進行分割，然后重新將得到的子網格分配所有可用的處理器上；所述使用并行區域分解方法對帶孔洞的網格進行分割具體如下：

2.1）先通過分析網格的對偶圖來識別和刪除不需要的網格面，即先對網格進行簡化，網格簡化在輸入網格的邊對偶圖SDG和單元對偶圖EDG上進行， 具體如下：

首先，在輸入網格上執行形狀分析步驟，將不符合規定形狀質量要求的網格邊分類為可刪除的網格，用S₁表示該組網格邊；同時，通過刪除S₁中到網格邊的對偶結點，簡化了輸入網格的SDG；

然后，采用采用節點刪除網格中不包含低于用戶指定閾值的小二面角，在此過程之后，將更多可刪除的網格邊進行分類，用S₂表示這組網格邊；

最后，以S₁和S₂為輸入，通過將縮減對應于這些可刪除邊的圖邊，計算出簡化后的EDG，而該簡化后的EDG的對偶網格正是所需的簡化網格；

其中，單元和邊分別為d維網格中（d-1）維和（d-2）維網格實體，在邊對偶圖中，每個圖節點都表示對偶網格的一條邊side，相鄰兩條邊之間存在一條圖邊edge；

2.2)在網格簡化步驟之后，得到了與簡化網格對偶的EDG，然后將它發送到一個通用的圖形分區器進行域分解，進而得到多個沒有小二面角且沒有邊界形狀差的子網格；分為四個子步驟：步驟1、通過將域間邊標記為邊界邊，同時簡化每個子網格的EDG；步驟2、對于那些不滿足形狀要求的域間邊或形成小二面角的邊，用大的權重懲罰它們的對偶EDG邊；步驟3、采用Parmetis對EDG進行重新劃分；步驟4、重新分配子網格以符合圖形劃分結果；

（3）并行地對分布式的孔洞進行網格重構；

（4）并行的分配新的網格于不同的處理器，使各個處理器上的網格規模達到平衡，得到新的分布式的網格。

2.根據權利要求1所述的一種面向動邊界流場數值模擬的局部區域網格重構并行方法，其特征在于，在進行網格重構之前，先對已經在各個處理器上標記的舊的帶洞網格進行區域分解，分配到不同的處理器上進行網格重構。

3.根據權利要求1所述的一種面向動邊界流場數值模擬的局部區域網格重構并行方法，其特征在于，在完成網格重構之后，通過對舊網格插值來構建新生成的網格結點上的屬性值，再進行后續步驟。

4.根據權利要求1所述的一種面向動邊界流場數值模擬的局部區域網格重構并行方法，其特征在于，在并行化的網格重構之后，在對新生成的網格繼續流場求解之前，會進一步進行區域分解，將網格均勻的分配到可用的處理器上。

5.根據權利要求1所述的一種面向動邊界流場數值模擬的局部區域網格重構并行方法，其特征在于，在對分布式的帶空洞區域進行網格重構過程中對交界面進行約束。

6.根據權利要求1所述的一種面向動邊界流場數值模擬的局部區域網格重構并行方法，其特征在于，利用ParMETIS對重構后的網格進行區域分解。