[发明专利]一种高效的时域有限元区域分解并行方法

摘要

本发明公开了一种高效的时域有限元区域分解并行方法。步骤如下建立求解模型并进行离散，得到模型的四面体节点信息以及单元信息；确定进程的总数目，使子区域与进程号一一对应，将单元划分到各个子区域中，通过时间步长大小确定缓冲区厚度，建立每个子区域和全局计算区域的编号索引以及相邻子区域之间的通信索引；从以电场强度和磁通量为未知量的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，并用基函数展开，得到最终的迭代公式以填充各求解子区域的矩阵；通过CN差分格式时域有限元的迭代公式进行时间迭代，得到空间中的电场值和磁通量。本发明有效地节省了计算时间，提高了求解大规模电磁问题的能力，在实际应用中具有重大意义。

主权项

一种高效的时域有限元区域分解并行方法，其特征在于，步骤如下：步骤1，建立求解模型，使用四面体网格对该模型进行离散，得到模型的结构信息，所述结构信息包括四面体的节点信息以及单元信息；步骤2，消息传递接口MPI初始化，确定进程的总数目，使子区域与进程号一一对应，将单元划分到各个子区域中，单元中的未知量无重复地分配到各个子区域中，通过时间步长大小确定缓冲区厚度，设置仿真参数，建立每个子区域和全局计算区域的编号索引以及相邻子区域之间的通信索引；步骤3，从以电场强度和磁通量为未知量的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，并用基函数展开，得到最终的迭代公式，根据该迭代公式填充各求解子区域的矩阵；步骤4，通过CN差分格式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，分别通信缓冲区内正确的电场值和磁通量，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值和磁通量。