[发明专利]基于格子Boltzmann方法的并行CFD方法

权利要求书

1.基于格子Boltzmann方法的并行CFD方法，是提供时间、空间全离散的格子Boltzmann方法与并行计算相适应的一种新型的全并行高效算法，其特征在于：针对给定的实际流体计算问题，能够采用该方法进行高效模拟，具体操作步骤如下：

根据实际计算问题的需要，给定计算参数并保存为ini格式参数文件，读取该参数文件；具体步骤包括：

A1、主进程读入参数文件；

A2、主进程将读入的参数文件内容发送到其余各个进程中；

根据步骤A中提供的面网格stl文件存储位置，读入该文件；具体步骤包括：

B1、主进程读入面网格stl文件；

B2、主进程将读入的面网格数据发送到其余各个进程中；

根据步骤A和步骤C中的内容，分布式并行进行网格剖分；

根据参数文件中的计算要求，每个计算节点将其负责的笛卡尔网格进行初始化；

利用开发的高可扩展性的并行格子Boltzmann方法进行并行迭代计算，直到满足参数文件中的精度需求为止；

输出计算的结果；具体步骤如下：

F1、主计算节点输出物面结果和流场结果，结果的输出格式为Tecplot/VTK文件格式；

F2、其余计算节点按照顺序将物面和流场计算结果输入到主节点输出的结果后面，形成完整的物面和流场计算结果；

物面和流场计算结果的可视化：主要采用Tecplot商业软件或者ParaView开源软件。

2.根据权利要求1所述的基于格子Boltzmann方法的并行CFD方法，其特征在于：所述步骤C的分布式得并行进行网格剖分，具体步骤如下：

C1、根据参数文件中的计算参数和面网格的信息，将各个计算节点所负责的网格剖分区域进行划分；具体步骤包括：

C11、根据计算节点n和流场区域大小，将流场区域 x、y、z三个方向均匀划分为n等份，每个计算节点其中的一份，即每个进程负责的范围为：

x∈[min_x_i, max_x_i]、y∈[min_y_i, max_y_i]、z∈[min_z_i, max_z_i]；

式中min_x_i代表流场区域x方向的最小值，max_x_i代表流场区域x方向的最大值，min_y_i代表流场区域y方向的最小值，max_y_i代表流场区域y方向的最大值，min_z_i代表流场区域z方向的最小值，max_z_i代表流场区域z方向的最大值；

C12、根据步骤A中读入的参数文件中的网格尺寸size，每个计算节点中都将其负责的一份分别向x、y、z三个方向都增加和减少一个size，即每个进程负责的范围为：

x∈[min_x_i-size, max_x_i+size]、y∈[min_y_i-size, max_y_i+size]、z∈[min_z_i-size, max_z_i+size]；

C2、每个计算节点对各自负责的范围进行网格剖分，同时判断各个网格点的类型；具体步骤为：

C21、生成初始笛卡尔网格；

C22、判断每个网格点与物面相交的情况；

C3、每个计算节点中对固体内部即物面包围形成的网格点进行删除。