面向复杂几何模型的多级并行四面体网格生成算法*
2021-04-09刘田田冷珏琳
国防科技大学学报 2021年2期
徐 权,刘田田,冷珏琳,杨 洋,郑 澎
(1. 中物院高性能数值模拟软件中心, 北京 100088; 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094;3. 中国工程物理研究院计算机应用研究所, 四川 绵阳 621900)
近年来,高性能计算机发展得非常快,预计国内外将会有多台E级超级计算机研制成功,这些超级计算机的研制为高性能数值模拟的发展提供了必需的硬件环境。随着高性能计算机的发展,国内外的研究人员已开发出诸多适应于高性能计算机的并行数值模拟软件,同时也研制出了数值模拟领域的并行编程框架,如JASMIN[1]、JAUMIN[2]、PHG[3]等,这些编程框架均可以支持并行数值模拟程序的快速开发,使得应用程序快速扩展至数万到数十万处理器核。目前,在计算流体力学、复杂电磁环境、反应堆、大型工程力学分析等领域进行高精度的数值模拟所需的网格规模已高达数十亿量级,而网格生成作为数值模拟中的重要一环,其发展则相对滞后于高性能计算机和数值模拟解法器的发展,针对并行网格生成算法的研究相对较少,国内外尚没有比较成熟的适用于高性能计算机体系结构的并行网格生成软件,而传统的网格生成方法或软件已经不能满足高性能数值模拟的需求,因此需要面向高性能数值模拟研究复杂几何模型的超大规模非结构网格并行生成方法,并与领域编程框架和并行数值模拟求解器实现无缝对接。
前沿推进方法(Advancing Front Technique, AFT)和Delaunay三角化方法是目前非结构四面体网格生成最常用的两种方法,国内外研究人员基于这两种方法已经开发出一批比较成熟的串行四面体网格生成软件,如TetGen[4]、Gmsh[5]、Netgen[6]等,并得到了广泛应用。……
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