[發明專利]一種數理方程解算構件及并行軟件研發方法與系統

有效

• 申請號: 202011070229.4
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN111984916B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 莫則堯;張愛清;王景燾;程湯培;劉娜;李剛;陳曉潔;李光榮;田榮;劉青凱;許開龍
• 申請（專利權）人: 北京應用物理與計算數學研究所
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F16/27;G06F30/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;許曼

1.一種數理方程解算構件，其特征在于包括，

數理方程解算構件接口，數據分布存儲單元，自適應適配單元，數值離散解算單元，并行計算構件單元；

所述數理方程解算構件接口，連接所述數據分布存儲單元、自適應適配單元以及數值離散解算單元，用于基于數理方程定解問題，接收外部輸入的數值數據和數值數據計算方法，將所述數值數據和數值數據計算方法傳輸給所述數值離散解算單元，并將所述數值離散解算單元進行數值計算后得到的數值解輸出；

所述數據分布存儲單元，用于在進程的私有內存空間存儲外部數據場和內部數據場；其中，外部數據場指通過數理方程解算構件接口從外部接收的物理場數值數據，內部數據場指數值離散解算單元在數值求解過程中產生的物理場數值數據；

所述自適應適配單元，用于根據數理方程定解問題的問題特征參數數據，自適應地選配適配的數值離散解算單元；

所述數值離散解算單元，用于根據數理方程定解問題的控制方程數值離散算法，結合所述自適應適配單元提供的選配信息以及所述數理方程解算構件接口提供的數值數據以及數值數據計算方法進行數值并行計算；

所述并行計算構件單元，用于將所述數值離散解算單元進行數值并行計算所依賴的其他進程的數值數據存儲于本地進程。

2.根據權利要求1所述的數理方程解算構件，其特征在于，還包括工程物理插件單元，根據所述數理方程定解問題的物理模型和定解條件，通過所述數理方程解算構件接口向所述數值離散解算單元提供相關物理場的數值數據計算方法。

3.根據權利要求2所述的數理方程解算構件，其特征在于，所述工程物理插件單元進一步包括，

物理建模插件單元，用于根據數理方程定解問題的物理模型，向所述數值離散解算單元提供相關物理場數值數據的計算方法；

工程模板插件單元，用于根據數理方程定解問題的定解條件，向所述數值離散解算單元提供相關物理場初邊值數據的計算方法。

4.根據權利要求2所述的數理方程解算構件，其特征在于，所述數理方程解算構件接口進一步包括，

方程配置接口，用于基于所述數理方程定解問題的問題特征參數數據，將實例化的所述工程物理插件單元注冊到所述適配的數值離散解算單元；

方程解算接口，用于基于所述數理方程定解問題接收任意外部數據場的數值數據，傳遞給所述數值離散解算單元，并接收所述數值離散解算單元返回的數值解。

5.根據權利要求2所述的數理方程解算構件，其特征在于，所述數理方程解算構件接口還包括插件計算接口，該插件計算接口包括，

輸出場，用于從所述工程物理插件單元向所述數值離散解算單元輸出相關物理場的數值解；

輸入場，從所述數值離散解算單元向所述工程物理插件單元輸入任意依賴場的數值數據；其中，所述依賴場指所述工程物理插件單元計算所述相關物理場時所依賴的物理場；

接口類型，用于指示所述輸出場和所述輸入場的數值數據的具體形式。

6.根據權利要求1所述的數理方程解算構件，其特征在于，所述數理方程解算構件接口還包括數值離散解算接口，該數值離散解算接口包括，

輸入接口，用于接收任意外部數據場的數值數據；

輸出接口，用于輸出數值解。

7.根據權利要求1所述的數理方程解算構件，其特征在于，所述數理方程解算構件接口還包括自適應適配接口，該自適應適配接口包括，

輸入接口，用于接收所述問題特征參數數據；

輸出接口，用于根據所述問題特征參數數據輸出適配于所述問題特征參數數據的數值離散參數數據，其中，所述數值離散參數數據包括數值離散解算單元的標識符以及相應數值算法配置參數。