基于非结构笛卡尔网格的浸入边界方法并行策略

摘要

浸入边界方法采用一组拉格朗日点描述浸没在流体中物体的边界形状和运动.在基于区域分解的并行算法中,当浸没在流体中的物体在计算域内自由运动时,描述物体边界的拉格朗日点穿梭于各个子区域(CPU)之间.拉格朗日点和分散于各个子区域(CPU)中的欧拉点之间的插值计算是影响并行效率的重要因素.本文提出了一种适用于非结构网格的收集-散发模式实现自由运动物体的并行处理.收集-散发模式采用主-从结构的程序模式.主进程从全局网格的角度对拉格朗日点的进行追踪、插值和拉格朗日力的计算.主进程与从进程之间基于欧拉网格进行消息传递,避免了拉格朗日点在各个子区域(CPU)间穿梭时跟踪和判断过程中的通信开销,解除了已有的并行策略中对子区域边界形状的限制.圆球自由沉降的算例验证了本文所提出的方法的高效性.