[發(fā)明專利]一種流體力學模擬的方法、裝置及存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111680456A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)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(quán)）人: 中國科學院深圳先進技術(shù)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(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 黎堅怡

本申請公開了一種流體力學模擬的方法、裝置及存儲介質(zhì)，該方法包括：獲取流場模型，并生成流場網(wǎng)格；獲取基于流場模型而設置的初始宏觀信息、邊界條件信息和執(zhí)行進程數(shù)量；對流場網(wǎng)格進行劃分，以得到對應執(zhí)行進程數(shù)量的多個子區(qū)域，并為每個進程分配對應的子區(qū)域；利用每個進程計算對應每個子區(qū)域中每個網(wǎng)格單元的粒子分布函數(shù)，并根據(jù)每個子區(qū)域中網(wǎng)格單元的粒子分布函數(shù)確定對應每個子區(qū)域中網(wǎng)格單元的宏觀信息；根據(jù)子區(qū)域中網(wǎng)格單元的宏觀信息計算流場的收斂值，并根據(jù)流場的收斂值判斷流場模型是否滿足收斂條件；將每個子區(qū)域中網(wǎng)格單元的宏觀信息聚合并輸出作為流場模型的模擬結(jié)果，可實現(xiàn)對大規(guī)模復雜流場的模擬計算。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及流體力學技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種流體力學模擬的方法、裝置及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

流體力學是人類社會從實踐活動中逐漸形成的科學學科之一。隨著計算機技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，數(shù)值計算方法已成為同理論分析、實驗研究相并列的三大重要科學研究手段之一。計算流體力學復雜流場的數(shù)值模擬與國家發(fā)展、社會進步以及人類生活有著密切的關(guān)系。通過數(shù)值計算方法并結(jié)合高性能計算技術(shù)，可以對許多復雜流場問題進行數(shù)值模擬求解，在一定程度上節(jié)省物理實驗開銷，加快研究進度。

在現(xiàn)有技術(shù)中，為解決現(xiàn)有技術(shù)中宏觀連續(xù)模型所存在的穩(wěn)定性、收斂速度、并行效率等問題，以及微觀分子模型中所存在的模擬程序較復雜，計算量大，對內(nèi)存的要求高等問題，可以采用格子Boltzmann方法對較為復雜的流場問題進行數(shù)值模擬求解。具體地，格子Boltzmann方法多采用均勻笛卡爾網(wǎng)格，然而對于具有復雜邊界的幾何模型，所需要的格子數(shù)目往往是巨大的。由于均勻笛卡爾網(wǎng)格的缺陷，格子Boltzmann方法難以處理具有復雜幾何邊界的流體計算，故需要一種可以解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請主要解決的技術(shù)問題是提供一種可以實現(xiàn)對大規(guī)模復雜流場進行模擬計算的方法，具體提供了一種流體力學模擬的方法、裝置及存儲介質(zhì)。

為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的一個技術(shù)方案是：提供一種流體力學模擬的方法，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(jié)構(gòu)化的流場網(wǎng)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(zhí)行進程數(shù)量；

采用預設劃分算法對所述流場網(wǎng)格進行劃分，以得到對應所述執(zhí)行進程數(shù)量的多個子區(qū)域，并為每個所述進程分配對應的所述子區(qū)域；

利用每個所述進程分別根據(jù)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(qū)域中所述網(wǎng)格單元的粒子分布函數(shù)，并根據(jù)每個所述子區(qū)域中所述網(wǎng)格單元的粒子分布函數(shù)確定對應每個所述子區(qū)域中所述網(wǎng)格單元的宏觀信息；

根據(jù)所述子區(qū)域中所述網(wǎng)格單元的宏觀信息計算所述流場的收斂值，并根據(jù)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(qū)域中所述網(wǎng)格單元對應的宏觀信息聚合并輸出作為所述流場模型的模擬結(jié)果。

為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種流體力學模擬裝置，所述裝置包括耦接的存儲器和處理器，其中，

所述存儲器包括本地儲存，且存儲有計算機程序；

所述處理器用于運行所述計算機程序，以執(zhí)行如上所述的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的又一個技術(shù)方案是：提供一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)存儲有能夠被處理器運行的計算機程序，所述計算機程序用于實現(xiàn)如上所述的方法。