[發明專利]一種流體力學模擬的方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202010352414.6
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111680456A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 徐磊;陳榮亮;古林燕;許文馨;閆爭爭;蔡小川
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/25;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 黎堅怡

1.一種流體力學模擬的方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取流場模型，并生成對應所述流場模型的非結構化的流場網格；

獲取基于所述流場模型而設置的初始宏觀信息、邊界條件信息和執行進程數量；

采用預設劃分算法對所述流場網格進行劃分，以得到對應所述執行進程數量的多個子區域，并為每個所述進程分配對應的所述子區域；

利用每個所述進程分別根據所述初始宏觀信息、所述邊界條件信息計算對應每個所述子區域中每個所述網格單元的粒子分布函數，并根據每個所述子區域中所述網格單元的粒子分布函數確定對應每個所述子區域中所述網格單元的宏觀信息；

根據所述子區域中所述網格單元的宏觀信息計算所述流場的收斂值，并根據所述流場的所述收斂值判斷所述流場模型是否滿足收斂條件；

若是，則將每個所述子區域中所述網格單元的宏觀信息聚合并輸出作為所述流場模型的模擬結果。

2.根據權利要求1所述的流體力學模擬的方法，其特征在于，

所述預設劃分算法為并行多級k路圖劃分算法，所述進程包括主進程和普通進程；

所述獲取流場模型，并生成對應所述流場模型的非結構化的流場網格之后，所述方法進一步包括：

將生成的所述流場模型的非結構化的流場網格保存為網格文件；

所述采用預設劃分算法對所述流場網格進行劃分，以得到對應所述執行進程數量的多個子區域，并為每個所述進程分配對應的所述子區域之后，所述方法進一步包括：

利用所述主進程讀取所述網格文件，并分別為所述普通進程分配各自對應的子區域所對應的子網格文件，所述網格文件中包括對應所述進程數量的子網格文件，所述子網格文件包括多個網格單元。

3.根據權利要求2所述的流體力學模擬的方法，其特征在于，

所述利用每個所述進程分別根據所述初始宏觀信息、所述邊界條件信息計算對應每個所述子區域中所述每個網格單元的粒子分布函數，進一步包括：

利用每個所述進程根據其對應的子區域所對應的所述子網格文件中所包括網格單元的坐標信息計算所述子區域中所包括的每個網格單元的屬性信息；

分別根據每個所述網格單元的初始宏觀信息計算每個所述網格單元對應的初始粒子分布函數；

利用每個所述進程分別根據每個所述子區域內包括的所述網格單元所對應的初始粒子分布函數，采用龍格-庫塔方法實時更新當前時間段所述子區域中所述網格單元的粒子分布函數。

4.根據權利要求3所述的流體力學模擬的方法，其特征在于，

所述初始宏觀信息包括：所述流場模型的初始密度、所述流場模型中的初始流體速度和所述流場模型的初始壓力；

所述分別根據每個所述網格單元的初始宏觀信息計算每個所述網格單元對應的初始粒子分布函數，進一步包括：

根據每個所述網格單元的初始宏觀信息，通過下述公式計算每個所述網格單元的當前時間段的平衡態分布函數：

將所述每個網格單元的當前時間段的平衡態分布函數分別賦值為所述初始粒子分布函數；

其中，代表所述當前時間段所述網格單元中第α個離散速度方向的平衡態分布函數值，ρ代表所述網格單元的密度，u代表所述網格單元對應的流體速度，c_s代表聲速，e代表所述網格單元中第α個方向的離散速度，e_α為e的第α個列向量，其中，當所述當前時間段為第一個時間段，所述ρ為所述流場模型的初始密度，所述u為所述流場模型中的初始流體速度。

5.根據權利要求3所述的流體力學模擬的方法，其特征在于，

所述利用每個所述進程分別根據每個所述子區域內包括的網格單元所對應的初始粒子分布函數，采用龍格-庫塔方法分別更新當前時間段所述子區域中所述網格單元的粒子分布函數，進一步包括：

分別計算每個所述子區域內具備交界面的相鄰所述網格單元之間的對流通量；

分別根據每個所述子區域中每個所述網格單元的平衡態函數和每個所述網格單元的粒子分布函數，計算每個所述子區域中每個所述網格單元對應的碰撞項；

根據所述對流通量和所述碰撞項，計算所述當前時間段內所述子區域中每個所述網格單元的粒子分布函數。