[发明专利]可并行的显隐式混合不连续伽辽金时域有限元法

摘要

本发明公开了一种可并行的显隐式混合不连续伽辽金时域有限元法。本发明利用因果区域分解方法实现可并行的显隐式混合不连续伽辽金时域有限元法，放大时间步长的同时又可高度并行计算。本发明可以有效地节省时域有限元法的仿真计算时间，编程简单具有很强的实际工程应用价值。

主权项

一种可并行的显隐式混合不连续伽辽金时域有限元法，其特征在于步骤如下：第一步，建立求解模型，使用四面体网格对模型进行离散，得到模型的结构信息，包括四面体的节点信息以及单元信息；第二步，消息传递接口MPI初始化，确定进程的总数目以及每个单元所属的进程；执行程序前处理，分别找出显式求解区域和隐式求解区域，其中显式求解区域分为靠近隐式求解区域的部分与远离隐式求解区域的部分；设置仿真参数，通过时间步长大小确定隐式区域的缓冲区厚度，建立相邻子区域之间的通信索引；第三步，从一阶麦克斯韦旋度方程出发，对等式两边采用伽辽金法测试，对电场和磁场用基函数展开，引入连续性条件，分别使用显式及隐式差分格式展开，得到最终的迭代公式，根据公式分别填充隐式求解区域的矩阵和显式求解区域的矩阵；第四步，通过不连续伽辽金时域有限元的迭代公式进行时间迭代，一次时间步迭代里有两次通信，分别通信隐式求解区内正确的场值和显式求解区内正确的场值，该通信只发生在相邻区域之间；迭代结束得到空间中的电场和磁场值；第五步，数据后处理，根据计算出的场值提取相关的物理参数；第六步，MPI并行结束。