混合重疊網格通信優化算法

黃偉賢　劉曉強　劉嵩鶴

【摘要】? ? 方法重疊網格被廣泛用于瞬態邊界值問題的平穩電流的數值模擬。根據并行重疊網格隱式挖洞算法的實現，本文提出了笛卡爾網格產品支持的混合重疊網絡和多塊網絡結構。通過定義平行分布的類型，定義了網格元素與背面網格之間的關系，以及面積網格權重。建立混合網絡，可有效減少每個進程重疊的插值信息，這樣每個進程可確保計算機和通信負載均勻分布。因此本文從混合重疊網格算法、混合重疊網格通信優化算法的實現以及重疊網格通信優化算法測試與分析等方面對本課題進行了分析。

【關鍵詞】? ? 混合重疊? ? 網格通信? ? 優化算法

引言：

計算流體動力學（CFD）將流體的物理空間劃分為晶格單元的計算空間，并使用離散解對流控制方程進行揭示并分析流特征。計算機網絡可以分為結構化的單位大小和數據結構。結構網絡的特征始終是結構完整性，簡單的邏輯相關性，高帶寬精度和高效率，但其缺點是靈活性低，手動自動執行此操作非常困難且耗時。Steger提出了“重疊網格”的概念，該概念將流動模擬區域劃分為了幾個子區域以獲得相似的高度。在計分網格重疊的每個子區間之間存在另一種相關性。在計算流場的過程中，有關流場的信息是通過重疊網格子網的集合之間的集成來提供的，因此，如果布局不同，則可以使用由具有不同屏幕的拓撲生成，這需要時間。復雜的拓撲結構可以消除對分離的需求，并保留結構化精確計算的優勢以及對處理能力的穩定約束，從而彌補了結構化網絡的不足。它被廣泛使用，因為任務的靈活性減少了網格劃分的時間和工作量。

一、混合重疊網格算法

1.1混合重疊網格算法中并行隱式挖洞算法的運用

并行隱式挖洞算法可以將多塊結構的網格分為兩種類型：背景網格和分區網格。以下是從主要過程中得出的結果：通過計算每個過程的每個子區域的特征極限，提取每個子區域的極限場，并傳輸有關每個節點的所有邊界場的信息。然后，在邊界領域，僅需要考慮網絡單元。選擇這些項目網格并找到有幫助的項目來比較每個節點的網格質量。如果子區域網格單元的質量很高，則應更改為圖標，將相應的背景網格單元顯示為插值，收集更新的要素網格點并將其保存在主過程中。

1.2混合重疊網格算法中笛卡爾網格的運用

在本文中，重疊網格多塊結構是關鍵的建模元素，其中通常會生成一個異常變量元素來覆蓋整個建模區域。一個用于炸彈保護的子網，具有模擬飛機，汽車零件或復雜物體的模擬輻射功能，這些物體可以模擬升空飛機與主翼的分離。形成一個覆蓋流場局部外圍的塊可以形成系統重疊網格。在次要晶格中，將其創建為具有足夠的外部輸入文件，以將場層中的表層區域包括在距局部晶格組織（包括身體）表面一定距離的位置。一旦連接了笛卡爾網格，就需要多段飛行模擬的輸入網格，并且圍繞翼片連接在大致方向上以一定距離形成合適的表面網格。 笛卡爾網格需要在預處理期間創建，它涵蓋了遠場中每個對象表面的建模區域作為背景。在每個方向上使用圍繞模擬對象的固定網格間距，以便生成背景網格的特定區域。在預處理階段，必須指定其他網格單位的大小以及整個網格區域的大小，而這一切都可以從車身格柵覆蓋的入口處獲得。首先，將邊界重疊放置在遠離此墻邊界的適當位置，然后計算網格單元大小的最小值和最大值，并根據特定任務乘以適當的因子。計算距離的距離取決于在每個方向上增加的特定距離的數量。根據整個網格結構的數據格式對生成的笛卡爾網格進行排序，并將網格劃分為預處理步驟。對于每個網格部分和擴散過程，在條帶部分和下邊界重疊（每個條帶部分）之間可以清楚地確定邊界重疊。

1.3混合重疊網格算法中基于笛卡爾網格域的找點插值方法分析

在重疊網格上找到點的過程便是在網絡之間建立插值關系的過程。此過程通常比重疊網格長一個單位。單個網格單位的符號與網格點的坐標是直接相關的。背景網格可以用于查找每個網格單元的可比較單元，并同時顯示為相關性的組成單元。相鄰壁區域的背景網格使用相同的網格單元，并且每個方向上的網格間距相同。換句話說，所有網格單元都可以在網格表格符號和網格坐標之間建立直接關系。對于網格單元的固定部分，必須首先使用塊對其進行定義。網格鎖定器上的輔助背景網格的邊界可以由背景設備的網格單元基于網格單元的中心與網格邊緣的網格單元的中心部分之間的差異來確定。

1.4混合重疊網格算法中重疊權重定義

重疊權重可以定義網格塊重疊的加權因子的概念。首先將所有網格都分為兩部分，對于網格重疊中的未鏈接單元定義為背景區域，并在網格的第一個單元中加權，而其重疊部分被指定為匯合區。當為每個過程分配一個網絡時，可以根據網絡重疊的百分比為其分配不同的坐標范圍以達到解決等待的目的。

二、混合重疊網格通信優化算法的實現

2.1混合重疊網格通信網格塊與背景輔助網格塊的綁定

在網格插值關聯處理之后，每個元素塊的網格塊將第一網格插值信息插入到相應的背景塊中，然后找到每個塊信息元素，并收集每個網格元素的統計信息，其中具有的背景網格塊取自元素網格塊，即取自固定網格塊最大面積的背景塊。與檢查結束的網格塊的每個部分相關聯的唯一網格塊號將會分配給每個計算機節點的網格框部分。如圖1所示，藍色網格線表示部分安裝在機箱上的子網格網格塊，紅色網格線表示輔助背景網格塊，塊網格的側面（1234）和許多重疊背景網格塊，根據網格塊的每個單元輸入的插值相關性，可以計算背景網格塊重疊的5個點重疊的數量（1234），并將背景網格塊與大多數網格點進行比較。在相同的分配過程中，標記為背景塊的網格塊（ABCD）將被連接到背景網格的同一部分網格塊（1234）。統計鏈接網格塊的數量，用作分配給背景網格塊的重疊權重，并且背景網格塊應被標記為重疊框。

2.2混合重疊網格通信中網格塊的分配算法分析

處理完網格后，計算期間選擇的節點集就足夠了。一旦找到所有網格塊，就不可能預測分配給每個節點的最大網格塊數。因此，可以采用以下處理方法：首先處理背景重疊塊，然后按重疊權重的降序排列，把每個網格都進行循環。在第二個循環中，如果重疊因子背景塊在n + 1小時內不旋轉，則背景網格塊將被刪除并不進行分配，把相關元素保留給Shift網格塊。一旦所有的網格物體都在背景中，網格塊將呈圓形分布。通過這種方式，可以將網格框的每個部分分配給放置關聯的背景框的節點。系統重疊網格由25個背景塊網格盒中的3個組件和8個過程組成。帶編號的4、6、7個網格組件的背景網格塊將連接到網格重疊，而第4部分將連接到網格塊A和B重疊，權重將連接到網格塊A和B重疊部分。相應地，將加權因子定義為2。在分配之前，背景塊首先基于權重，而權重比由比率重疊校正的背景塊重疊分配。在第二輪中，第四個方塊將被刪除兩次。返回第6塊和第7塊，當所有背景網格塊都受到影響時，網格塊組件也將受到影響。

三、混合重疊網格通信優化算法測試與分析

為了驗證本文提出的混合重疊優化和通信方法的正確性，可以選用ANF模型對算法進行測試分析。

在并行測試中，混合重疊的初始處理分為7個部分，并計算了這7個部分的持續時間。這7個部分：

1.設置一個具有多個圖層的背景圖層Background time;

2.計算網格中每個單元的體積Volume time;

3.計算每個設備到最靠近物體的表面的距離Distance time;

4.分割網格塊Split time;

5.設置網格和權重重疊之間的插值因子Overset time;

6.發送有關每個過程的區塊鏈和重疊比率的信息Sendrecv time;

7.隱式挖洞標識IHC time。

計算網格布局的體積以及到最短墻的距離所需的時間將被減少。建立插值關系是整個過程中最重要的部分。隨著測試規模的增加，網絡會在所需的時間內收縮。減小塊大小網格將信息傳遞到每個過程所花費的時間隨著測試的大小而增加和減少。放大時，隱式挖洞標記時間不會快速改變。

四、結束語

在本文中，我們使用多層背景網格代替空間場網格結構，并創建具有笛卡爾個輔助網格+多塊網格的混合網格系統。中空周邊檢測和標準門體的快速設置將分別執行混合過程重疊。計算負荷和通信負荷在每個進程中平均分配，并且通過進程之間的插值可以有效地減少信息傳遞。測試表明該方法可以應用于系統重疊網格。關聯重疊網格是一個復雜的網格系統，它由許多對象

參? 考? 文? 獻

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組成，這些對象可以效地測量數百萬個大小為1000的單位。