[发明专利]求解强热流固耦合问题的并行无网格方法及系统

权利要求书

1.一种求解强热流固耦合问题的并行无网格方法，其特征在于，包括：

获取d维的连续介质问题域；

将所述d维的连续介质问题域进行离散，得到物质点集和节点集；所述物质点集包括多个物质点；所述节点集包括多个节点；所述物质点用于表示某个点设定范围内的物质的物理信息；所述物理信息包括质量以及密度；所述节点用于表示某个点的动力学的信息；所述动力学的信息包括速度以及加速度；

获取所述d维的连续介质问题域的计算步数以及处理器的个数；

根据所述处理器的个数对所述物质点集进行划分，并将划分后的物质点集分别发送到各处理器中；

根据t_k时刻每一所述处理器上各个物质点与所述节点集的坐标以及所述物质点的邻域范围确定每个所述物质点的邻域节点；设定k＝0；

根据所述物质点的邻域节点确定所述处理器上所有物质点邻域所覆盖的空间范围；所述空间范围的上下边界值为一个长方体，所述空间范围为所述处理器计算域的Range Box；

根据所述处理器所有物质点邻域所覆盖的空间范围确定各个所述处理器相互重叠的范围；

根据各个所述处理器相互重叠的范围确定重叠节点；

初始化t_k时刻的物质点坐标；设定k＝0；

给定t_k时刻各个所述处理器上所有节点以及所述重叠节点的局部质量对角矩阵、局部节点力和局部加速度，给定t_k时刻的物质点坐标，以及采用局部最大熵插值函数计算t_k时刻物质点的局部变形数据，所述局部形变数据包括物质点形函数取值、物质点形函数导数取值、物质点体积、物质点密度、物质点变形梯度和物质点温度；

根据所述处理器上所有节点以及所述重叠节点的局部质量对角矩阵、局部节点力和局部加速度；

根据全局质量矩阵、全局节点力和全局加速度，采用最优输运理论进行时间离散，更新t_k+1时刻的节点坐标和节点速度；

根据所述t_k时刻的物质点的局部形变、所有节点在t_k+1时刻的坐标，采用牛顿迭代法确定所述处理器上t_k+1时刻所述局部节点的热驱动力与局部温度刚度矩阵；

根据各处理器上所得的局部节点的热驱动力及局部温度刚度矩阵，组合成为全局节点上的热驱动力和全局温度刚度矩阵，并计算得到全局节点的温度场；

根据t_k+1时刻所述节点的坐标确定更新后该处理器的Range Box，并根据所述处理器的Range Box确定各个所述处理器相互重叠的范围；

根据在t_k+1时刻所有节点的坐标，更新物质点的坐标、体积、密度，并确定在t_k+1时刻物质点的局部变形数据，所述局部形变数据包括物质点形函数取值、物质点形函数导数取值、物质点变形梯度和物质点温度；

根据在t_k+1时刻所述物质点的局部变形数据确定t_k+1时刻的节点的形变数据；所述节点的形变数据包括节点力、节点动量矩阵以及节点质量矩阵；

判断k+1是否等于所述计算步数；

若k+1等于所述计算步数，则根据所述物质点和节点从t₀时刻到t_k+1时刻形变数据和坐标变化以及温度场变化确定强热流固耦合问题的解，完成动态响应分析；

若k+1不等于所述计算步数，则令k＝k+1，并返回根据所述处理器上所有节点以及所述重叠节点的局部质量对角矩阵、局部节点力和局部加速度确定全局质量矩阵、全局节点力和全局加速度的步骤。

2.根据权利要求1所述的求解强热流固耦合问题的并行无网格方法，其特征在于，所述将所述d维的连续介质问题域进行离散，得到物质点集和节点集，具体包括：

根据所述d维的连续介质问题域，采用不同形状的单元进行网格划分，生成初始节点，得到离散的节点；不同形状的单元包括三角形单元和四面体单元；

根据所述单元的几何中心确定所述物质点；

将所述动力学的信息存储在所述节点上；

将所述物理信息存储在所述物质点上。