[发明专利]基于格子Boltzmann方法的并行CFD方法

摘要

本发明公开了一种基于格子Boltzmann方法的并行CFD方法。该方法能针对各种复杂的物体并行地进行流体力学的计算与分析，其特点在于引入了适合于格子Boltzmann方法的并行分布式网格剖分方法，使得网格剖分时间大大缩短，同时根据的分布式计算机体系结构，构建了减少格子Boltzmann方法在并行迭代计算中的通信量算法，加速了迭代的速度，提高了算法的可扩展性，使得格子Boltzmann方法适用于大规模计算。大量的数值实验证明了该并行计算方法具有良好的可扩展性，并且更加适合于超大规模的计算系统。

主权项

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。