[发明专利]一种面向动边界流场数值模拟的局部区域网格重构并行方法

权利要求书

1.一种面向动边界流场数值模拟的局部区域网格重构并行方法，其特征在于，用于外挂物释放、火箭助推器的动边界流场的数值模拟，包括如下步骤：

（1）对于输入的已经发生变形的分布式的网格，分析网格变形后单元的质量，如果网格的质量符合进行流场计算，则将网格推进到下一个时间步；否则，则标记要删除的网格单元，被标记的单元可以构成一组孔洞和用孔洞边界描述的用于网格重构的区域，其中分布式表示位于不同的处理器上，所述网格为流场模拟中的四面体网格；

（2）使用并行区域分解方法对带孔洞的网格进行分割，然后重新将得到的子网格分配所有可用的处理器上；所述使用并行区域分解方法对带孔洞的网格进行分割具体如下：

2.1）先通过分析网格的对偶图来识别和删除不需要的网格面，即先对网格进行简化，网格简化在输入网格的边对偶图SDG和单元对偶图EDG上进行， 具体如下：

首先，在输入网格上执行形状分析步骤，将不符合规定形状质量要求的网格边分类为可删除的网格，用S₁表示该组网格边；同时，通过删除S₁中到网格边的对偶结点，简化了输入网格的SDG；

然后，采用采用节点删除网格中不包含低于用户指定阈值的小二面角，在此过程之后，将更多可删除的网格边进行分类，用S₂表示这组网格边；

最后，以S₁和S₂为输入，通过将缩减对应于这些可删除边的图边，计算出简化后的EDG，而该简化后的EDG的对偶网格正是所需的简化网格；

其中，单元和边分别为d维网格中（d-1）维和（d-2）维网格实体，在边对偶图中，每个图节点都表示对偶网格的一条边side，相邻两条边之间存在一条图边edge；

2.2)在网格简化步骤之后，得到了与简化网格对偶的EDG，然后将它发送到一个通用的图形分区器进行域分解，进而得到多个没有小二面角且没有边界形状差的子网格；分为四个子步骤：步骤1、通过将域间边标记为边界边，同时简化每个子网格的EDG；步骤2、对于那些不满足形状要求的域间边或形成小二面角的边，用大的权重惩罚它们的对偶EDG边；步骤3、采用Parmetis对EDG进行重新划分；步骤4、重新分配子网格以符合图形划分结果；

（3）并行地对分布式的孔洞进行网格重构；

（4）并行的分配新的网格于不同的处理器，使各个处理器上的网格规模达到平衡，得到新的分布式的网格。

2.根据权利要求1所述的一种面向动边界流场数值模拟的局部区域网格重构并行方法，其特征在于，在进行网格重构之前，先对已经在各个处理器上标记的旧的带洞网格进行区域分解，分配到不同的处理器上进行网格重构。

3.根据权利要求1所述的一种面向动边界流场数值模拟的局部区域网格重构并行方法，其特征在于，在完成网格重构之后，通过对旧网格插值来构建新生成的网格结点上的属性值，再进行后续步骤。

4.根据权利要求1所述的一种面向动边界流场数值模拟的局部区域网格重构并行方法，其特征在于，在并行化的网格重构之后，在对新生成的网格继续流场求解之前，会进一步进行区域分解，将网格均匀的分配到可用的处理器上。

5.根据权利要求1所述的一种面向动边界流场数值模拟的局部区域网格重构并行方法，其特征在于，在对分布式的带空洞区域进行网格重构过程中对交界面进行约束。

6.根据权利要求1所述的一种面向动边界流场数值模拟的局部区域网格重构并行方法，其特征在于，利用ParMETIS对重构后的网格进行区域分解。