非结构重叠网格并行化隐式装配技术研究

【作者】 常兴华； 马戎； 王年华； 张来平；

【机构】 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室； 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力学研究所；

【摘要】 在采用CFD技术精细化模拟复杂工程问题时,往往需要采用大规模的计算网格。而随着超级计算机硬件水平的不断提升,与之相匹配的超大规模并行计算方法也成为一个急需发展的研究方向。重叠网格技术具有非常优越的工程实用性,特别适合于复杂外形以及多体分离问题的数值模拟,在航空航天领域得到了非常广泛的应用。然而,针对超大规模的重叠网格,其装配方法的鲁棒性和效率依然是一个瓶颈问题。本文基于格心型的有限体积格式,发展了一种并行化的非结构重叠网格隐式装配技术。该方法以最小壁面距离作为节点类型的判则,并采用物理边界推进技术确定活跃区域,有效避免了"孤岛"问题。为了解决计算效率、内存消耗等超大规模网格计算中的核心问题,发展了从整体到局部的并行化查询方式(如图1所示),并发展了背景网格辅助查询技术以进一步减少内存消耗。测试结果表明,该并行化装配方法具有较好的并行计算效率,且占用内存较少,能够处理超大规模的计算网格。表1所示为针对三千万量级计算网格进行的并行效率测试。图2给出了针对1.23亿计算网格的装配结果,完成整个网格装配过程大概需要40秒。更多还原