JASMIN框架中多块结构网格拼接并行计算及其应用 被引量：12

1

作者 郭红 莫则尧 张爱清 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2012年第8期69-74,共6页

基于JASMIN框架,本文设计了多块结构网格拼接的并行算法并研制了相应的软件模块。该模块设计实现了网格块间关系统一描述算法,及网格片间统一通信调度策略,从而有效解决了多块结构网格拼接并行计算中的通信性能瓶颈问题。同时,该模块封... 基于JASMIN框架,本文设计了多块结构网格拼接的并行算法并研制了相应的软件模块。该模块设计实现了网格块间关系统一描述算法,及网格片间统一通信调度策略,从而有效解决了多块结构网格拼接并行计算中的通信性能瓶颈问题。同时,该模块封装了数据分布存储、数据通信等并行计算细节,提供了规范接口,能够支撑用户简便地实现多块结构网格拼接并行计算。数值测试表明,该模块具有很好的并行性能,可以支撑应用程序扩展到上千核。 展开更多

关键词 多块结构网格 并行计算 JASMIN框架

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基于多块结构网格的并行计算及负载平衡研究 被引量：6

2

作者 李桂波 杨国伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1224-1230,共7页

从并行计算流体力学程序的稳定性和效率两大问题入手,针对多块结构网格的通用数据传输方法和基于遗传优化算法的负载平衡方法,并在已有串行多块结构网格程序基础上发展了相应的并行程序。该并行程序以物理区域分割为基础,采用MPI实现消... 从并行计算流体力学程序的稳定性和效率两大问题入手,针对多块结构网格的通用数据传输方法和基于遗传优化算法的负载平衡方法,并在已有串行多块结构网格程序基础上发展了相应的并行程序。该并行程序以物理区域分割为基础,采用MPI实现消息传递,适用于各种不同的并行机体系结构,具有很好的可移植性。大量数值实验证明,本文发展的并行程序具有良好的稳定性和并行效率,可以进一步应用于大规模实际工程计算。 展开更多

关键词 计算流体力学 多块结构网格 并行计算 遗传算法 负载平衡

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基于多块结构网格的滑行艇巡航时流场研究

3

作者 吴利红 刘开周 +1 位作者 伍忠凯 徐广洲 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第17期57-60,共4页

滑行艇是一种依靠动升力高速航行的船体,其流场复杂。为了捕捉滑行艇航行的流场特征,本文根据滑行艇的流场梯度变化建立合适的结构网格,采用RANS结合VOF方法对滑行艇不同航速的运动进行数值模拟,将不同体积傅汝德数下的滑行艇阻力的计... 滑行艇是一种依靠动升力高速航行的船体,其流场复杂。为了捕捉滑行艇航行的流场特征,本文根据滑行艇的流场梯度变化建立合适的结构网格,采用RANS结合VOF方法对滑行艇不同航速的运动进行数值模拟,将不同体积傅汝德数下的滑行艇阻力的计算值与理论值和试验值进行对比,验证了数值方法的可靠性。详细分析了滑行艇航行的流场,包括水面兴波、方尾虚长度以及侧向喷溅现象。最后根据滑行艇的流场完整性,设计了外挂对转桨,并给出了自航滑行艇的流场特性。 展开更多

关键词 滑行艇 多块结构网格 流场 CFD 自航推进

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DPLR隐格式在多块结构网格的计算实现 被引量：2

4

作者 党雷宁 白智勇 柳森 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期891-899,共9页

利用DPLR隐格式收敛快、适于并行计算的特点,结合DPLR在多块结构网格的对接边界处理,提出了一种隐式对接边界条件数学模型与数值处理方法。以二维和三维球头绕流为算例,研究了网格分块方式对DPLR隐式算法稳定性和收敛性能的影响。通过... 利用DPLR隐格式收敛快、适于并行计算的特点,结合DPLR在多块结构网格的对接边界处理,提出了一种隐式对接边界条件数学模型与数值处理方法。以二维和三维球头绕流为算例,研究了网格分块方式对DPLR隐式算法稳定性和收敛性能的影响。通过返回舱复杂绕流问题数值模拟、气动特性检验分析以及与风洞试验对比,考察了算法在复杂外形数值模拟中的能力和高收敛性能特点:在非求解方向上进行网格分块,不会对DPLR算法的收敛性能产生影响;而在求解方向上进行网格分块,特别是分块位置在边界层内,会降低算法的稳定性和收敛性;提出的隐式对接边界条件处理方法,能改善在求解方向上进行网格分块造成的算法稳定性和收敛性能下降的问题。DPLR算法结合隐式对接边界条件能够成功应用于类返回舱外形体复杂流动数值模拟,且收敛速度较快。 展开更多

关键词 返回舱 收敛性能 DPLR 多块对接结构网格 稳定性

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多块结构化网格在含附体水面船模粘性流场数值计算中的应用 被引量：13

5

作者 常煜 张志荣 赵峰 《船舶力学》 EI 2004年第1期19-25,共7页

本文使用RANS方程和剪切应力输运k-棕模型求解含附体的水面船舶粘性流场。整个计算域被分成很多区块,各个区块单独生成结构化网格,在包含不同附体部件的区块之间,网格是不匹配的,交界面处各流场变量由插值计算传递。计算中没有考虑自由... 本文使用RANS方程和剪切应力输运k-棕模型求解含附体的水面船舶粘性流场。整个计算域被分成很多区块,各个区块单独生成结构化网格,在包含不同附体部件的区块之间,网格是不匹配的,交界面处各流场变量由插值计算传递。计算中没有考虑自由液面的影响。从最后计算得到的桨盘面伴流分布结果来看,数值计算较好地反映了桨盘面流场的特征。 展开更多

关键词 船舶 粘性流场 流体力学 多块结构化网格 附体 标称伴流分布

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基于多块嵌套结构动网格的拦截弹防热保护罩的二维分离模拟 被引量：7

6

作者 徐敏 刘振 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期375-378,共4页

在末制导阶段,拦截弹上的红外热保护罩要进行分离,分离引起的气动力变化将直接影响到导弹的制导精度。采用多块嵌套结构动网格技术数值模拟了拦截导弹的热保护罩的二维分离过程。给出了在整个分离过程中,两片保护罩运动的轨迹,并且给出... 在末制导阶段,拦截弹上的红外热保护罩要进行分离,分离引起的气动力变化将直接影响到导弹的制导精度。采用多块嵌套结构动网格技术数值模拟了拦截导弹的热保护罩的二维分离过程。给出了在整个分离过程中,两片保护罩运动的轨迹,并且给出了各个时间步对应的压力云图。预测了由于前激波而产生的作用在导弹上气动力的振荡。跟踪了在各个时刻流场对于导弹上红外窗口的影响。 展开更多

关键词 热保护罩分离 数值模拟 多块嵌套结构动网格 红外窗口影响 压力振荡

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基于网格片的氧碘化学激光器多块并行数值模拟 被引量：1

7

作者 郭红 李艳 安恒斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期6-10,共5页

为实现氧碘化学激光器(COIL)喷管流场大规模数值模拟,采用VICON程序中的基本方程与数值算法,应用JASMIN框架中的基本数据结构——网格片,以及多块结构网格拼接并行算法,发展了三维多块COIL并行模拟程序。数值实验结果展示了该并行模拟... 为实现氧碘化学激光器(COIL)喷管流场大规模数值模拟,采用VICON程序中的基本方程与数值算法,应用JASMIN框架中的基本数据结构——网格片,以及多块结构网格拼接并行算法,发展了三维多块COIL并行模拟程序。数值实验结果展示了该并行模拟程序的正确性及可扩展性,并在2048个处理器核上模拟450万网格单元算例,加速比超过420。 展开更多

关键词 氧碘化学激光器 多块结构网格 并行数值模拟 JASMIN框架 网格片

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基于结构网格的栅格翼绕流数值模拟 被引量：8

8

作者 周培培 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期334-338,共5页

针对栅格翼这种复杂的构造形式,采取有效的多块结构网格生成策略,对栅格翼导弹生成高质量贴体的结构网格。在此基础上,通过求解N-S方程,对栅格翼导弹亚、跨、超声速绕流流场进行了数值模拟。计算结果与风洞试验结果吻合较好,能够准确地... 针对栅格翼这种复杂的构造形式,采取有效的多块结构网格生成策略,对栅格翼导弹生成高质量贴体的结构网格。在此基础上,通过求解N-S方程,对栅格翼导弹亚、跨、超声速绕流流场进行了数值模拟。计算结果与风洞试验结果吻合较好,能够准确地捕捉到栅格框内复杂流场的流动特性,从而结构网格生成策略与计算方法得到验证,为栅格翼导弹绕流流场的精确数值模拟提供了技术途径。 展开更多

关键词 栅格翼 多块结构网格 N-S 方程 数值模拟

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氧碘化学激光器数值模拟中的多块并行通信算法 被引量：1

9

作者 郭红 李艳 安恒斌 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1166-1172,共7页

为实现氧碘化学激光器大规模数值模拟,基于JASMIN(J parallel adaptive structured mesh applications infrastructure)框架设计实现了氧碘化学激光器数值模拟的多块并行通信算法.该算法针对模拟中构造多块结构网格间通信关系困难、氧... 为实现氧碘化学激光器大规模数值模拟,基于JASMIN(J parallel adaptive structured mesh applications infrastructure)框架设计实现了氧碘化学激光器数值模拟的多块并行通信算法.该算法针对模拟中构造多块结构网格间通信关系困难、氧碘化学激光器数值模拟填充物理边界复杂以及网格块内块间通信调度策略不统一等通信问题,实现了块间关系自动识别算法用以自动识别多块结构网格间通信关系,构造了特殊物理边界数据结构帮助实现物理边界的填充,并采用了统一的通信调度策略以降低通信时间.数值结果表明:该算法解决了氧碘化学激光器大规模数值模拟中的通信问题,并很好地模拟了氧碘化学激光器装置,使用简单,可以扩展到上千个处理器核. 展开更多

关键词 氧碘化学激光器 大规模计算 多块结构网格 并行通信算法 JASMIN

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湍流风场模拟中的多块非匹配信息收集算法(英文)

10

作者 李重阳 魏德敏 《科学技术与工程》 2010年第32期7964-7969,共6页

网格是湍流风场模拟质量的重要因素。针对三维多块非正交贴体结构网格非匹配拼接问题,提出了收集子块间联接信息的算法。从界面角点出发沿着块公共边推进,跟踪子块累计控制体积边长的相对变化,据此将界面分割为在每块中仅有一个相邻控... 网格是湍流风场模拟质量的重要因素。针对三维多块非正交贴体结构网格非匹配拼接问题,提出了收集子块间联接信息的算法。从界面角点出发沿着块公共边推进,跟踪子块累计控制体积边长的相对变化,据此将界面分割为在每块中仅有一个相邻控制体积的小面,同时收集小面的几何信息及其相邻控制体积的编号,并阐述了其在减小湍流风场大涡模拟中的交换误差的作用。对非匹配拼接板驱动腔流的算例表明本文算法可在实现网格密度变化同时不影响精度。 展开更多

关键词 多块结构网格 非匹配 湍流风场 大涡模拟

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一种基于双前沿推进的边界层网格生成算法 被引量：2

11

作者 刘田田 董庆利 +2 位作者 杨洋 冷珏琳 郑澎 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期42-48,共7页

高雷诺数粘性流动模拟对边界层内的网格正交性有特殊要求。对于复杂外形,这类问题的网格自动化生成十分困难。面向该问题,提出一种双前沿推进思想,并形成一种面向复杂几何外形的边界层网格全自动生成算法。结合多种网格技术处理局部几... 高雷诺数粘性流动模拟对边界层内的网格正交性有特殊要求。对于复杂外形,这类问题的网格自动化生成十分困难。面向该问题,提出一种双前沿推进思想,并形成一种面向复杂几何外形的边界层网格全自动生成算法。结合多种网格技术处理局部几何特征以保证边界层网格的质量。双前沿推进思想同时适用于多块结构网格和混合网格的边界层网格生成。多个模型网格实例验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 边界层网格 双前沿推进 自动生成 多块结构网格 混合网格

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基于多点约束的大展弦比机翼静气动弹性计算 被引量：5

12

作者 黄炜 陆志良 +1 位作者 唐迪 郭同庆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1666-1671,共6页

基于雷诺平均N-S方程和多块结构网格技术计算大展弦比机翼的气动力.机翼采用梁模型结构,利用有限元方法计算结构变形.建立基于多点约束(MPC,Multi-Point Constrain)的气动、结构数据的双向传递方法.采用MPC数据插值方法快捷地实现自主... 基于雷诺平均N-S方程和多块结构网格技术计算大展弦比机翼的气动力.机翼采用梁模型结构,利用有限元方法计算结构变形.建立基于多点约束(MPC,Multi-Point Constrain)的气动、结构数据的双向传递方法.采用MPC数据插值方法快捷地实现自主研发的计算流体力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)程序和NASTRAN计算结构力学(CSD,Computational Structural Dynamics)软件的耦合计算,发展出可以考虑结构非线性的静气动弹性CFD/CSD耦合计算方法,该方法比只考虑单方向变形的柔度法更精确.开展了某大展弦比机翼的静气动弹性数值计算分析,结果显示只考虑机翼纵向变形而忽略展向变形对计算结果会有一定影响,而该算例几何非线性影响较小. 展开更多

关键词 大展弦比机翼 有限元方法 N-S方程 静气动弹性 多块结构网格

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脉冲爆震发动机进气道气动性能的数值研究 被引量：7

13

作者 王丁喜 严传俊 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期777-782,共6页

采用有限体积法计算了脉冲爆震发动机某轴对称超音速进气道在3种不同出口条件(单个正弦扰动压力、某脉冲爆震发动机爆震室头部表压和进气道出口堵塞)下的进气道内结尾正激波的运动情况,得出了进气道内结尾正激波运动特性和不同出口条件... 采用有限体积法计算了脉冲爆震发动机某轴对称超音速进气道在3种不同出口条件(单个正弦扰动压力、某脉冲爆震发动机爆震室头部表压和进气道出口堵塞)下的进气道内结尾正激波的运动情况,得出了进气道内结尾正激波运动特性和不同出口条件的关系.在计算中,采用了多块结构化网格,控制体积的界面无黏通量采用三阶迎风格式插值获得,同时采用了minmod通量限制器以确保在激波处的解的物理特性;扩散通量采用二阶中心差分格式插值获得.定常计算采用当地时间步法,非定常计算采用双时间步法.离散的代数方程采用交替方向迭代法求解. 展开更多

关键词 脉冲爆震发动机 超音速进气道 结尾正激波 扰动压力 多块结构化网格

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发动机位置对大型运输机动力增升效能的影响研究 被引量：2

14

作者 龚志斌 李杰 +1 位作者 蒋胜矩 张恒 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期560-565,共6页

参照C-17运输机,建立了外吹式襟翼动力增升全机几何分析模型。采用多块结构化网格技术,基于RANS方法,分别对高升力构型和轴对称发动机动力喷流进行了数值模拟验证,在此基础上开展了发动机短舱位置和喷流方位对动力增升效能的影响研究并... 参照C-17运输机,建立了外吹式襟翼动力增升全机几何分析模型。采用多块结构化网格技术,基于RANS方法,分别对高升力构型和轴对称发动机动力喷流进行了数值模拟验证,在此基础上开展了发动机短舱位置和喷流方位对动力增升效能的影响研究并总结其设计原则。计算结果表明,短舱垂直位置对动力增升效能影响最为显著,发动机每下沉100 mm升力至少损失0.1。为获得理想的动力增升效果,发动机短舱应在避免巡航状态喷流直接冲刷机翼下表面的前提下尽可能地靠近机翼。发动机水平位置主要影响中等以上迎角的气动力特性,短舱前伸有利于喷流进入缝道并且存在兼顾最大升力系数和失速和缓特性的最佳前伸量。发动机负的安装角每增加1°,升力可增加0.1以上,适当给定负的发动机安装角可使得尾喷流向上倾斜从而被襟翼完全阻挡。通过改变发动机位置,在起到更好的动力增升效果的同时,通常都伴有低头力矩增大,压力中心后移,以至于全机安定性增加的同时平尾配平的负担也相应增加。 展开更多

关键词 外吹式襟翼 动力增升 多块结构化网格 雷诺平均N-S方法 发动机位置

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载人潜器阻力的数值计算方法分析 被引量：5

15

作者 李佳 黄德波 邓锐 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第4期333-339,共7页

采用多块搭接结构化O型和H型网格对某载人潜器周围控制域进行网格离散,分别采用四种不同的湍流模型,并改变自由来流湍流强度的设置,对潜器周围绕流场进行数值模拟,得到了适于对潜器周围绕流场进行数值模拟的方法,获得较可靠的阻力等计... 采用多块搭接结构化O型和H型网格对某载人潜器周围控制域进行网格离散,分别采用四种不同的湍流模型,并改变自由来流湍流强度的设置,对潜器周围绕流场进行数值模拟,得到了适于对潜器周围绕流场进行数值模拟的方法,获得较可靠的阻力等计算结果。将阻力计算结果与试验值进行对比,得出采用不同湍流模型进行数值计算时自由来流湍流强度的改变对于计算结果的影响。分析得出适于潜器阻力计算的湍流模型以及相应自由来流湍流强度的取值,为潜器的阻力预报提供了可行的数值计算方法,为潜器的阻力性能优化奠定了基础。 展开更多

关键词 载人潜器 阻力 多块结构化网格 湍流模型 入口湍流强度

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载人潜器阻力性能的数值计算和模型试验及船型优化(英文) 被引量：2

16

作者 李佳 黄德波 邓锐 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第6期853-860,共8页

采用多块结构化网格对某载人潜器模型周围计算区域进行网格离散,采用Realizablek-ε湍流模型对潜器周围绕流场进行数值模拟。在船模拖曳水池中进行载人潜器模型不同艏向角和垂直上升及下潜航行时的阻力试验。将阻力的数值计算结果与试... 采用多块结构化网格对某载人潜器模型周围计算区域进行网格离散,采用Realizablek-ε湍流模型对潜器周围绕流场进行数值模拟。在船模拖曳水池中进行载人潜器模型不同艏向角和垂直上升及下潜航行时的阻力试验。将阻力的数值计算结果与试验值进行对比,两者的偏差在可接受范围内。考虑载人潜器主体的舯纵剖面的二维外形,用多岛遗传算法对其粘性流场的阻力数值计算结果进行船型的一体化优化,得到二维阻力最小的优化外形。将舯纵剖面外形的优化结果应用到三维载人潜器主体,比较优化前后的主体阻力。数值计算结果表明,载人潜器主体外形优化前后阻力的优化收效在30%以上。 展开更多

关键词 载人潜器 阻力性能 多块结构化网格 湍流模型 模型试验 多岛遗传算法 船型优化

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