[发明专利]一种具有计算负载均衡的多层网格LBM并行方法

权利要求书

1.一种具有计算负载均衡的多层网格LBM并行方法，其特征是，包括有以下步骤：

根据MPI的进程总数np和多层网格的总层数N，将第i层网格根据网格数量按照均匀划分原则划分为np份网格区域；划分的网格区域共有np*N份，第i层网格中的第j份网格区域记为j_i；其中j＝1,2,…,np；i＝1,2,…,N；

每个进程负责每一层网格中的一份网格区域，按照从第N层至第1层的顺序进行多层网格LBM方法的计算，并于每个进程在对应网格区域完成第1层的计算后进行同步；

对计算结果进行判断，若未达到设定的结束条件，则重复进行多层网格的LBM演化计算，直至达到设定的结束条件时结束计算；

输出计算结果并存储。

2.根据权利要求1所述的具有计算负载均衡的多层网格LBM并行方法，其特征是，对各层网格均匀划分为np份网格区域具体如下：

根据多层网格，从第N层至第1层网格，计算第i层网格中的网格点数目，分别记为Num_i，其中，i＝1,2,…,N；

按照均匀划分原则，将第i层网格均匀划分为np份；每份网格点数目为Num_i/np，向上取整，记为[Num_i/np]，第i层网格中的第j份网格区域分别记为j_i，j＝1,2,…,np。

3.根据权利要求2所述的具有计算负载均衡的多层网格LBM并行方法，其特征是，均匀划分原则的具体包括有：

将进程总数np与多层网格中的每层网格数量进行比较，若进程总数np不超过任一层中的最大网格数量，采用一维均匀划分原则；反之，采用二维/三维均匀划分原则进行多层网格的划分。

4.根据权利要求3所述的具有计算负载均衡的多层网格LBM并行方法，其特征是，对进行区域划分后的网格，进行MPI进程的分配，具体如下：

每个进程都负责第1层到第N层中的一份网格区域计算，即第j个进程负责第j_i份网格区域计算，第j个进程共负责N份网格区域的计算。

5.根据权利要求4所述的具有计算负载均衡的多层网格LBM并行方法，其特征是，针对每个进程负责的网格区域，采用多层网格的LBM方法进行计算，具体为：

从第N层到第1层按顺序针对每层网格进行LBM演化计算；

每一层网格中相邻MPI进程之间的MPI数据信息在进行LBM演化时交换，直到计算到第1层后进行同步；

对计算结果进行判断，若未达到设定的时间步，则重复进行多层网格的LBM演化计算，直至达到设定的时间步时结束计算；

最后输出计算结果并存储。