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基于局部加密网格的LBM程序负载均衡方法研究
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作者 黄晨希 李家辉 +2 位作者 颜辉 钟英 卢宇彤 《计算机科学》 北大核心 2025年第5期101-108,共8页
基于局部加密网格的格子玻尔兹曼方法(LBM),在大规模的非稳态计算流体力学问题中有着越来越广泛的使用。局部网格加密方法虽然可以有效减少计算量,但是也带来了严重的负载均衡问题。尤其是在大规模并行计算中,负载均衡算法的选择对整体... 基于局部加密网格的格子玻尔兹曼方法(LBM),在大规模的非稳态计算流体力学问题中有着越来越广泛的使用。局部网格加密方法虽然可以有效减少计算量,但是也带来了严重的负载均衡问题。尤其是在大规模并行计算中,负载均衡算法的选择对整体的计算效率有重要的影响。使用自研的LBM程序,简单对比了开源框架Palabos的实现结果,然后探讨了基于局部加密网格格子玻尔兹曼方法的静态负载均衡算法。程序中分别基于全局负载和分层负载,使用贪心算法和空间填充曲线算法实现了多种负载均衡策略,提出了计算节点负载均衡优化,并使用小球绕流算例和DrivAer算例进行测试和比较。根据计算结果可知,基于分层负载策略的性能比基于全局负载策略的性能要好;同时,贪心算法和空间填充曲线算法对比各有优劣,前者有较好的可扩展性,而后者在进程数较少时效率较高;最后,基于分层负载,结合贪心算法和空间填充曲线算法实现了混合算法,在进程数较多时获得了最佳性能。 展开更多
关键词 格子玻尔兹曼方法 负载均衡算法 局部加密网格 并行计算 节点负载均衡
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超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响 被引量:4
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作者 杨宏刚 李津瑾 +3 位作者 曹莹雪 李浩东 孟晓静 丁筱雨 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2641-2647,共7页
针对超长滤袋表面过滤风速沿其轴向分布极为不均的问题,采用数值模拟方法探究了超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响,为提升超长滤袋袋式除尘器的过滤性能寻求解决方法。结果表明:当超长滤袋未进行局部加密时,滤袋表面过滤风... 针对超长滤袋表面过滤风速沿其轴向分布极为不均的问题,采用数值模拟方法探究了超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响,为提升超长滤袋袋式除尘器的过滤性能寻求解决方法。结果表明:当超长滤袋未进行局部加密时,滤袋表面过滤风速沿其轴向自上而下呈递减趋势,最大过滤风速高达3.18 m/min(设计过滤风速为1.0 m/min),对应过滤风速分布均匀性指数为0.122,过滤风速分布极不均匀,此时滤袋顶部受到高速气流的冲刷作用明显;当对超长滤袋顶部30%长度滤袋进行局部加密后,滤袋表面过滤风速分布均匀性得到显著提升;当局部加密孔隙率由85%降至60%时,滤袋表面过滤风速分布均匀性指数由0.037先增至0.518后降至0.434,对应除尘效率并不受影响;当局部加密孔隙率取值为65%时,滤袋表面最大过滤风速降至2.1 m/min,此时过滤风速分布均匀性指数达到最大值0.518。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 袋式除尘器 超长滤袋 局部加密 过滤风速 均匀性
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基于局部加密非结构网格的海洋可控源电磁法三维有限元正演 被引量:12
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作者 叶益信 李予国 +2 位作者 刘颖 李刚 杨海燕 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4747-4758,共12页
本文基于非结构网格实现了海洋可控源电磁法三维有限元正演模拟.该算法采用完全非结构网格剖分,可以模拟任意起伏地形和复杂地电模型.为了避免场源的奇异性,采用一次场/二次场分解算法,一次场由基于Schelkunoff势函数的一维解析公式得到... 本文基于非结构网格实现了海洋可控源电磁法三维有限元正演模拟.该算法采用完全非结构网格剖分,可以模拟任意起伏地形和复杂地电模型.为了避免场源的奇异性,采用一次场/二次场分解算法,一次场由基于Schelkunoff势函数的一维解析公式得到.为了提高算法的精度和效率,采用对测点附近单元和异常体区域进行体积约束加密的方法,实现了非结构网格的局部加密.一、二维模型计算和分析表明,本文采用的局部加密方法能够明显地改善算法的精度,最大相对误差基本在1%以内.对三维模型计算及对比分析,说明了该算法对三维可控源电磁正演的实用性.复杂海底地形模型的正演模拟表明,海底地形对电磁场的影响很大,在进行海洋可控源电磁资料解释时,地形的影响有必要考虑在内. 展开更多
关键词 海洋可控源电磁 非结构网格 局部加密 有限元
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基于局部加密非结构化网格的三维电阻率法有限元数值模拟 被引量:42
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作者 任政勇 汤井田 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2627-2634,共8页
总结了目前常用的结构化网格及其局限性,分析了非结构化网格对复杂地质体边界的适应性和Delaunay三角化算法及其网格加密策略,提出了一种新的局部节点加密方法,实现了对复杂模型的完全非结构化四面体全自动剖分,给出了三维直流电阻率模... 总结了目前常用的结构化网格及其局限性,分析了非结构化网格对复杂地质体边界的适应性和Delaunay三角化算法及其网格加密策略,提出了一种新的局部节点加密方法,实现了对复杂模型的完全非结构化四面体全自动剖分,给出了三维直流电阻率模拟中四面体网格的质量评价标准和最优指标.计算和分析表明,数值解在点电流源及附近的奇异区精度最低,网格加密策略可以有效地减少其影响,极大地提高数值解的精度.本文提出的局部节点加密策略计算量最小,对精度的改善也优于经典方法.在精度要求苛刻或模型十分复杂时,局部体积加密策略和二次单元是高精度模拟的可靠保证. 展开更多
关键词 非结构化网格 DELAUNAY算法 网格局部加密 直流电阻率 二次单元
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基于局部加密等级网格的2.5D直流电法有限元模拟 被引量:3
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作者 胡宏伶 肖晓 +2 位作者 潘克家 汤井田 谢维 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2259-2267,共9页
合理截取半圆形计算区域,采取局部加密的?-等级网格,结合对称行索引存贮格式(CSR)及并行稀疏直接求解器PARDISO,提出一种高效、高精度的2.5D直流电阻率法有限元正演方案,并编制相应的Fortran程序,对具有解析解的3个典型地电模型进行计... 合理截取半圆形计算区域,采取局部加密的?-等级网格,结合对称行索引存贮格式(CSR)及并行稀疏直接求解器PARDISO,提出一种高效、高精度的2.5D直流电阻率法有限元正演方案,并编制相应的Fortran程序,对具有解析解的3个典型地电模型进行计算与分析。研究结果表明:圆形截断边界不仅便于在径向方向上采取?-等级网格剖分,而且能大大简化有限元模拟中单元刚度矩阵的计算;结构化的等级网格避开了通常非结构化网格有限元计算时繁琐的网格剖分及总体刚度阵的集成过程,且能在不增大问题规模的前提下,显著提高2.5D直流电法正演源点附近的模拟精度;Intel MKL的PARDISO求解器能在普通PC机上5 s内求解电法正演有限元离散得到的100万阶稀疏线性方程组,可广泛用于各种地球物理正演问题。 展开更多
关键词 直流电阻率 等级网格 有限元 局部加密 并行稀疏直接求解器 行索引存贮格式
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二维有限元网格的局部加密方法 被引量:7
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作者 黄晓东 杜群贵 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期56-60,共5页
设计了关键点、圆域和矩形域三种有限元网格局部加密方式 .在所构造的局部加密嵌入面域内 ,利用基于Delaunay剖分的动态节点 -单元一体化生成算法生成局部加密网格 ,并将其嵌入原网格 ,以实现分析对象关键区域有限元网格的局部加密 .算... 设计了关键点、圆域和矩形域三种有限元网格局部加密方式 .在所构造的局部加密嵌入面域内 ,利用基于Delaunay剖分的动态节点 -单元一体化生成算法生成局部加密网格 ,并将其嵌入原网格 ,以实现分析对象关键区域有限元网格的局部加密 .算例表明 ,该方法生成的网格质量良好 ,符合有限元分析要求 . 展开更多
关键词 有限元 网格生成 局部加密 DELAUNAY剖分
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数值流形法的T样条局部加密算法 被引量:3
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作者 张友良 刘登学 刘高敏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2404-2410,共7页
在岩土工程分析中求解精度控制常常是必需的,在数值流形法中可以通过控制数学覆盖网格的稀疏和覆盖位移的阶数来达到精度的要求。提出了基于等几何分析的数值流形方法,定义了相应的数学覆盖的构造形式,推导了基于二次B样条的9节点数值... 在岩土工程分析中求解精度控制常常是必需的,在数值流形法中可以通过控制数学覆盖网格的稀疏和覆盖位移的阶数来达到精度的要求。提出了基于等几何分析的数值流形方法,定义了相应的数学覆盖的构造形式,推导了基于二次B样条的9节点数值流形方法分析格式;针对基于Lagrange插值函数的4节点数值流形方法提出了基于T样条思想的数学覆盖网格的局部加密方法。算例计算结果表明,相对于4节点的数值流形方法,基于非均匀有理B样条的9节点数值流形方法具有更高的精度;基于T样条思想的加密网格在保持计算精度的前提下降低了自由度的数量,表明T样条加密是一种自然的局部加密算法。 展开更多
关键词 数值流形法 T样条 局部加密算法 等几何分析
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气泡堆积法生成局部加密非结构化网格 被引量:3
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作者 武利龙 陈斌 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期19-22,共4页
对生成非结构化网格的气泡堆积法(BPM)进行改进,提出了一种生成局部加密非结构化网格的算法.该算法通过向多边形顶点添加任意大小气泡以及在内部设置点源,并利用反距离加权平均法传递节点信息,简单地实现了局部加密/稀疏网格的生成.同时... 对生成非结构化网格的气泡堆积法(BPM)进行改进,提出了一种生成局部加密非结构化网格的算法.该算法通过向多边形顶点添加任意大小气泡以及在内部设置点源,并利用反距离加权平均法传递节点信息,简单地实现了局部加密/稀疏网格的生成.同时,还提出了气泡数量的控制方法,可对过于稠密或者疏松的气泡群进行气泡的删除和添加,使所有的气泡更好地与计算区域相匹配,消除了不规则三角形网格的生成,提高了生成网格的质量.用改进的BPM算法对矩形区域生成了边界加密、中心稀疏的非结构化网格,在雷诺数为1 000的工况下对方腔顶盖驱动流进行了数值模拟,与基准解对比非常吻合,证明生成的网格质量较好. 展开更多
关键词 气泡堆积法 非结构化网格 局部加密
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改进的栅格法三维六面体网格局部加密算法 被引量:2
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作者 孙劲光 周勃 《计算机应用与软件》 CSCD 2016年第1期49-52,共4页
有限元网格的相容性及质量是网格划分中必须考虑的问题。针对现有加密模板生成的新增单元数目较多,网格质量不佳,容易产生大范围加密外延,且在使用时加密情况考虑较为简单的问题,在栅格法生成六面体网格的基础上提出了一套基于8分法的... 有限元网格的相容性及质量是网格划分中必须考虑的问题。针对现有加密模板生成的新增单元数目较多,网格质量不佳,容易产生大范围加密外延,且在使用时加密情况考虑较为简单的问题,在栅格法生成六面体网格的基础上提出了一套基于8分法的加密模板,改进了面模板中新增小网格质量较差的问题,增加了拐角模板。为了使得所有加密情况均能直接加密,给出加密模板与网格单元中加密节点所有可能的排列情况之间的对应法则,并给出加密模板的集体应用方法。通过实验结果及对比分析,该套模板能够减少新增单元数量,改善新增单元的质量,减少加密外延现象。 展开更多
关键词 局部加密 网格质量优化 三维六面体网格 加密模板 栅格法 自适应
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三维 CAD 曲面四边形网格剖分及局部加密技术 被引量:1
10
作者 李华 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第6期738-741,共4页
利用CAD及CAGD系统中三维自由型曲面造型的数学方法,根据曲面上网格剖分的密度要求及曲率变化,先在定义曲面的参数平面域上生成密度可变的全四边形网格,然后利用曲面方程将参数域上的网格映射到曲面上.实现了任意自由型曲面... 利用CAD及CAGD系统中三维自由型曲面造型的数学方法,根据曲面上网格剖分的密度要求及曲率变化,先在定义曲面的参数平面域上生成密度可变的全四边形网格,然后利用曲面方程将参数域上的网格映射到曲面上.实现了任意自由型曲面密度可变的全四边形网格剖分.为有限元分析系统与CAD几何造型系统的集成提供了一种高效、可靠的前处理手段.输入数据是CAD或CAGD系统中曲面的控制顶点或插值边界.该方法运算速度快,效率高,生成单元的质量好. 展开更多
关键词 有限元 四边形 曲面 局部加密 CAD 网格划分
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NURBS曲面和隐式曲面求交的局部加密算法 被引量:1
11
作者 王川 赵成璧 +1 位作者 唐友宏 林慰 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第17期4826-4832,共7页
基于等值线法求取NURBS曲面与隐式曲面交线的原理,提出了一种局部加密的改进算法。通过局部加密算法减少正则网格单元顶点处h值计算数目。采用拟牛顿迭代法求交点、B样条曲线拟合参数域上的交线等改进算法,提高了NURBS曲面与隐式曲面求... 基于等值线法求取NURBS曲面与隐式曲面交线的原理,提出了一种局部加密的改进算法。通过局部加密算法减少正则网格单元顶点处h值计算数目。采用拟牛顿迭代法求交点、B样条曲线拟合参数域上的交线等改进算法,提高了NURBS曲面与隐式曲面求交算法的效率和精度,并通过MATLAB编程进行了验证。 展开更多
关键词 NURBS曲面 隐式曲面 求交算法 局部加密算法
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MRT-LBM三重网格局部加密算法研究 被引量:5
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作者 曲延鹏 张坤 陈颂英 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期441-448,共8页
应用MRT-LBM计算流场中运动粒子上的力和力矩时,可使用三重网格局部加密方法来提高计算结果的精度.将流场计算区域划分为互不重合的粗糙区、过渡区和加密区,相邻区域界面重合节点上的物理参数如密度、速度和应力等保持连续,不同区域的... 应用MRT-LBM计算流场中运动粒子上的力和力矩时,可使用三重网格局部加密方法来提高计算结果的精度.将流场计算区域划分为互不重合的粗糙区、过渡区和加密区,相邻区域界面重合节点上的物理参数如密度、速度和应力等保持连续,不同区域的分布函数通过过渡区边界点进行传递,运算程序采用碰撞-迁移算法,给出了数据的初始化过程和加密的网格结构.通过对含非对称放置的粒子Couette流动,分别采用标准Boltzmann、全场加密、局部二重加密和三重加密的4种网格进行计算.数值计算结果表明,三重网格加密算法减少了计算结果的波动.对方腔流顶盖下方左右奇异角落处应用三重局部网格加密,结果显示,对雷诺数1 000的方腔流动,沿腔中心线的速度分布与经典文献结果对比效果良好,压力轮廓图的噪声明显降低,应力振荡明显减少.模拟结果证实了所建立的局部加密方法的有效性. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 多松弛时间模型 局部网格加密 COUETTE流动 方腔流动
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基于MRT-LBM的方腔流动局部加密算法 被引量:4
13
作者 陈颂英 汪超 +1 位作者 曲延鹏 王润堃 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期538-542,共5页
使用多参数弛豫模型的格子玻尔兹曼方法及D2Q9模型,对方腔流顶盖下方左右奇异角落处应用局部网格加密模拟方腔流动特性.在粗细网格界面上,建立了分布函数的转换公式,采用3次样条插值计算加密界面上插值点的参量,根据Chapman-Enskog分析... 使用多参数弛豫模型的格子玻尔兹曼方法及D2Q9模型,对方腔流顶盖下方左右奇异角落处应用局部网格加密模拟方腔流动特性.在粗细网格界面上,建立了分布函数的转换公式,采用3次样条插值计算加密界面上插值点的参量,根据Chapman-Enskog分析,给出了应力计算公式.数值计算结果表明:对雷诺数1000的方腔流动,沿腔中心线的速度分布与经典文献结果对比效果良好,压力、涡量轮廓图的噪声明显降低,应力振荡明显减少,证实了所提局部加密方法的有效性. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN 多参数弛豫模型 局部网格加密 方腔 D2Q9模型
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基于PVM求奇异两点边值问题的局部加密并行算法
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作者 周晓军 《贵州师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2006年第4期91-94,共4页
主要讨论了一维奇异两点边值问题的局部加密并行算法,并基于PVM并行编程环境,在1~4台桌面PC机连接而成的局域网上编程对该算法进行了数值试验,试验表明该算法对于处理一维奇异问题是有效的。
关键词 局部加密 并行算法 双向越赶法 PVM
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基于加密物理片的数值流形法中局部网格加密 被引量:2
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作者 刘治军 郑宏 +2 位作者 董苇 葛修润 孙冠华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1211-1217,1225,共8页
数值流形法的数学网格不需要适应求解域内各种不连续界面和边界,因此,总可以用规则的结构化网格建立数学覆盖。但对于大多数问题,在整个求解域上布置统一密度的网格显得浪费。因此,需要研究在结构化网格上实施局部加密,建立了加密物理... 数值流形法的数学网格不需要适应求解域内各种不连续界面和边界,因此,总可以用规则的结构化网格建立数学覆盖。但对于大多数问题,在整个求解域上布置统一密度的网格显得浪费。因此,需要研究在结构化网格上实施局部加密,建立了加密物理片的方法用以解决这一问题。具体的实施过程中,确定了需要加密的区域后,先在这些区域布置规则的精细网格,然后找到这些区域中包含的原始网格中的物理片,用精细网格上建立的插值代替被加密物理片上的局部近似,从而提高了局部近似的阶次。数值算例结果表明,该方法收敛性良好。另外,如果所有物理片上的局部近似都采用0阶多项式(常数),那么将会得到正定的刚度矩阵。 展开更多
关键词 数值流形法 加密物理片 结构化网格 局部加密
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数值流形法中基于适合分析T样条的局部网格加密算法 被引量:2
16
作者 刘登学 张友良 +2 位作者 丁秀丽 黄书岭 裴启涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1584-1595,共12页
数值流形方法中一般采用有限元网格或规则网格作为其数学覆盖系统,而规则的网格突出的优点是不需要适应求解域的边界和各种不连续面。采用规则的矩形网格作为数值流形方法中的数学网格,并借助适合分析的T样条实现了数值流形方法中的局... 数值流形方法中一般采用有限元网格或规则网格作为其数学覆盖系统,而规则的网格突出的优点是不需要适应求解域的边界和各种不连续面。采用规则的矩形网格作为数值流形方法中的数学网格,并借助适合分析的T样条实现了数值流形方法中的局部加密。适合分析的T样条定义在一个限制的T网格上,其基函数具有线性无关、单位分解、局部加密等许多重要性质,使得其非常适合用于工程设计及分析。当对一个适合分析的T网格加密后,所产生的新的网格往往不再是适合分析的T网格。基于此,提出了一种简单的数学网格加密算法,该算法能保证局部加密后的数学网格仍然是适合分析的。算例结果表明:在应力集中区和裂纹尖端等应力梯度较大区域,该算法均具有较强的适用性。 展开更多
关键词 数值流形方法 规则网格 局部加密算法 适合分析T样条
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局部网格加密技术在混凝土裂缝扩展模拟中的应用 被引量:6
17
作者 韦未 李同春 +1 位作者 牛志伟 屈寒飞 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期112-116,共5页
采用有限元分析混凝土裂缝问题时,常遇到无法一步到位地确定采用什么样的剖分方案使有限元计算能到达精度要求.针对这一问题,文章提出一种局部网格加密技术,网格根据计算精度要求以及混凝土开裂位置对原有网格进行局部加密,并且利用非... 采用有限元分析混凝土裂缝问题时,常遇到无法一步到位地确定采用什么样的剖分方案使有限元计算能到达精度要求.针对这一问题,文章提出一种局部网格加密技术,网格根据计算精度要求以及混凝土开裂位置对原有网格进行局部加密,并且利用非协调网格算法进行计算,通过2个算例证明,局部网格加密在保证达到精度要求的条件下,将会大大减少计算机计算量. 展开更多
关键词 混凝土 局部网格加密 非协调网格
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基于叉树法的自适应有限元局部网格加密研究 被引量:11
18
作者 魏红宁 周本宽 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 1997年第3期324-331,共8页
本文以叉树法网格生成技术为基础,提出了效率高,易实现的局部网格加密步骤,同时设计了相互匹配的网格数据结构和树数据结构以及局部网格修正算法用以支持本文所提出的局部网格加密步骤。最后,给出了局部网格加密例子,用以证明本文... 本文以叉树法网格生成技术为基础,提出了效率高,易实现的局部网格加密步骤,同时设计了相互匹配的网格数据结构和树数据结构以及局部网格修正算法用以支持本文所提出的局部网格加密步骤。最后,给出了局部网格加密例子,用以证明本文所提出的方法可以很容易地生成任意密度分布的网格,这对于实施自适应h-方案是十分有利的。 展开更多
关键词 有限元 自适应 局部网格加密 数据结构
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数值流形法局部网格加密算法 被引量:4
19
作者 伍书重 莫思阳 +1 位作者 张友良 张亚军 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第7期2850-2856,共7页
数值流形方法中网格加密是提高精度的方法之一,全局加密会严重导致计算效率低下,因此需要研究在数值流形法中覆盖系统网格局部加密。提出了数值流形法一到四级局部网格加密,可以根据实际情况需求自主选择网格加密等级进行计算分析。在... 数值流形方法中网格加密是提高精度的方法之一,全局加密会严重导致计算效率低下,因此需要研究在数值流形法中覆盖系统网格局部加密。提出了数值流形法一到四级局部网格加密,可以根据实际情况需求自主选择网格加密等级进行计算分析。在数值流形法覆盖系统生成的算法基础上,采用C++面向对象编程技术开发程序。最后绘制裂纹分析数值算例计算后的位移图。结果表明:按照一到四级加密顺序对需加密区进行网格加密后,应力强度因子(stress intensity factor, SIF)与解析解误差均在5%以内,且符合加密越精细、计算结果精度越高的规律。可见此局部加密算法有效。 展开更多
关键词 数值流形法 局部加密算法 数值模拟 裂纹分析
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局部网格粗化与加密技术在大底水油藏数值模拟中的应用 被引量:5
20
作者 刘广天 李保振 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第13期3207-3210,共4页
大型底水油藏数值模拟模型的网格数量庞大,其中底水区域的网格数目占绝大部分,占用很大数值计算量。同时,对于储层较厚的底水油藏,常规的网格系统通常无法准确描述油水分布及开发动态。针对大型底水油藏数值模拟中存在的问题,提出了底... 大型底水油藏数值模拟模型的网格数量庞大,其中底水区域的网格数目占绝大部分,占用很大数值计算量。同时,对于储层较厚的底水油藏,常规的网格系统通常无法准确描述油水分布及开发动态。针对大型底水油藏数值模拟中存在的问题,提出了底水区域实施适当网格粗化,生产井附近区域适当加密的处理方法。采用此方法既能保证计算精度,同时减少了模型网格数,大幅提高模拟计算效率,同时为该类油藏生产井的射孔位置、厚度等指标的设计优化提供了技术保障。 展开更多
关键词 大底水油藏 数值模拟 局部网格加密 网格粗化
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