【摘 要】
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为了较好的模拟非理想爆轰过程,采用欧拉方法,将空间划分为固定的网格,网格间通过格边相互作用,计算这些网格的质量、动量和能力的变化模拟物理过程,引入Level Set(LS)方
【机 构】
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中国工程物理研究院流体物理研究所,绵阳,621900中国工程物理研究计算机应用研究所,四川绵阳621900
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为了较好的模拟非理想爆轰过程,采用欧拉方法,将空间划分为固定的网格,网格间通过格边相互作用,计算这些网格的质量、动量和能力的变化模拟物理过程,引入Level Set(LS)方法描述并处理混合物质的界面推进问题,在此基础上自行研制了二维爆轰驱动力学数值计算程序LSFC2D,解决了爆轰实验中出现的问题,如多介质、大变形和三维结构响应等问题。为了进行更精确地数值模拟,需要增大计算欧拉网格的规模,而大规模的计算只在一个计算结点上串行进行,则是很耗时的,或者因为内存等原因是不可行的,为此,程序需要进行并行化处理,才能符合计算需求,并充分利用现有高性能并行计算机。本文根据欧拉方法的特点,采用递归对分的区域剖分技术,即二维剖分方法,先将计算区域按照“最长”维按照权重累计进行一分为二,进而在对两个子分区重新选择“最长”维根据权重累计进行一分为二,如此下去,以达到适当的分区数,这样很好的适应了物理模型以及计算量的分布,同时采用全局重分和局部微调相结合的方式实现了动态负载平衡。在64 个计算节点的计算集群上,采用碰撞模型和爆轰模型对并行LSFC2D 程序进行了正确性和并行效率的测试,测试结果表明,串行程序和并行程序的计算结果一致,150万网格量时并行计算效率达到了50％以上。从而有效地解决了计算物理模型的计算规模和计算时间问题。
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