混合重叠网格通信优化算法

黄伟贤　刘晓强　刘嵩鹤

【摘要】    方法重叠网格被广泛用于瞬态边界值问题的平稳电流的数值模拟。根据并行重叠网格隐式挖洞算法的实现，本文提出了笛卡尔网格产品支持的混合重叠网络和多块网络结构。通过定义平行分布的类型，定义了网格元素与背面网格之间的关系，以及面积网格权重。建立混合网络，可有效减少每个进程重叠的插值信息，这样每个进程可确保计算机和通信负载均匀分布。因此本文从混合重叠网格算法、混合重叠网格通信优化算法的实现以及重叠网格通信优化算法测试与分析等方面对本课题进行了分析。

【关键词】    混合重叠    网格通信    优化算法

引言：

计算流体动力学（CFD）将流体的物理空间划分为晶格单元的计算空间，并使用离散解对流控制方程进行揭示并分析流特征。计算机网络可以分为结构化的单位大小和数据结构。结构网络的特征始终是结构完整性，简单的逻辑相关性，高带宽精度和高效率，但其缺点是灵活性低，手动自动执行此操作非常困难且耗时。Steger提出了“重叠网格”的概念，该概念将流动模拟区域划分为了几个子区域以获得相似的高度。在计分网格重叠的每个子区间之间存在另一种相关性。在计算流场的过程中，有关流场的信息是通过重叠网格子网的集合之间的集成来提供的，因此，如果布局不同，则可以使用由具有不同屏幕的拓扑生成，这需要时间。复杂的拓扑结构可以消除对分离的需求，并保留结构化精确计算的优势以及对处理能力的稳定约束，从而弥补了结构化网络的不足。它被广泛使用，因为任务的灵活性减少了网格划分的时间和工作量。

一、混合重叠网格算法

1.1混合重叠网格算法中并行隐式挖洞算法的运用

并行隐式挖洞算法可以将多块结构的网格分为两种类型：背景网格和分区网格。以下是从主要过程中得出的结果：通过计算每个过程的每个子区域的特征极限，提取每个子区域的极限场，并传输有关每个节点的所有边界场的信息。然后，在边界领域，仅需要考虑网络单元。选择这些项目网格并找到有帮助的项目来比较每个节点的网格质量。如果子区域网格单元的质量很高，则应更改为图标，将相应的背景网格单元显示为插值，收集更新的要素网格点并将其保存在主过程中。

1.2混合重叠网格算法中笛卡尔网格的运用

在本文中，重叠网格多块结构是关键的建模元素，其中通常会生成一个异常变量元素来覆盖整个建模区域。一个用于炸弹保护的子网，具有模拟飞机，汽车零件或复杂物体的模拟辐射功能，这些物体可以模拟升空飞机与主翼的分离。形成一个覆盖流场局部外围的块可以形成系统重叠网格。在次要晶格中，将其创建为具有足够的外部输入文件，以将场层中的表层区域包括在距局部晶格组织（包括身体）表面一定距离的位置。一旦连接了笛卡尔网格，就需要多段飞行模拟的输入网格，并且围绕翼片连接在大致方向上以一定距离形成合适的表面网格。 笛卡尔网格需要在预处理期间创建，它涵盖了远场中每个对象表面的建模区域作为背景。在每个方向上使用围绕模拟对象的固定网格间距，以便生成背景网格的特定区域。在预处理阶段，必须指定其他网格单位的大小以及整个网格区域的大小，而这一切都可以从车身格栅覆盖的入口处获得。首先，将边界重叠放置在远离此墙边界的适当位置，然后计算网格单元大小的最小值和最大值，并根据特定任务乘以适当的因子。计算距离的距离取决于在每个方向上增加的特定距离的数量。根据整个网格结构的数据格式对生成的笛卡尔网格进行排序，并将网格划分为预处理步骤。对于每个网格部分和扩散过程，在条带部分和下边界重叠（每个条带部分）之间可以清楚地确定边界重叠。

1.3混合重叠网格算法中基于笛卡尔网格域的找点插值方法分析

在重叠网格上找到点的过程便是在网络之间建立插值关系的过程。此过程通常比重叠网格长一个单位。单个网格单位的符号与网格点的坐标是直接相关的。背景网格可以用于查找每个网格单元的可比较单元，并同时显示为相关性的组成单元。相邻壁区域的背景网格使用相同的网格单元，并且每个方向上的网格间距相同。换句话说，所有网格单元都可以在网格表格符号和网格坐标之间建立直接关系。对于网格单元的固定部分，必须首先使用块对其进行定义。网格锁定器上的辅助背景网格的边界可以由背景设备的网格单元基于网格单元的中心与网格边缘的网格单元的中心部分之间的差异来确定。

1.4混合重疊网格算法中重叠权重定义

重叠权重可以定义网格块重叠的加权因子的概念。首先将所有网格都分为两部分，对于网格重叠中的未链接单元定义为背景区域，并在网格的第一个单元中加权，而其重叠部分被指定为汇合区。当为每个过程分配一个网络时，可以根据网络重叠的百分比为其分配不同的坐标范围以达到解决等待的目的。

二、混合重叠网格通信优化算法的实现

2.1混合重叠网格通信网格块与背景辅助网格块的绑定

在网格插值关联处理之后，每个元素块的网格块将第一网格插值信息插入到相应的背景块中，然后找到每个块信息元素，并收集每个网格元素的统计信息，其中具有的背景网格块取自元素网格块，即取自固定网格块最大面积的背景块。与检查结束的网格块的每个部分相关联的唯一网格块号将会分配给每个计算机节点的网格框部分。如图1所示，蓝色网格线表示部分安装在机箱上的子网格网格块，红色网格线表示辅助背景网格块，块网格的侧面（1234）和许多重叠背景网格块，根据网格块的每个单元输入的插值相关性，可以计算背景网格块重叠的5个点重叠的数量（1234），并将背景网格块与大多数网格点进行比较。在相同的分配过程中，标记为背景块的网格块（ABCD）将被连接到背景网格的同一部分网格块（1234）。统计链接网格块的数量，用作分配给背景网格块的重叠权重，并且背景网格块应被标记为重叠框。

2.2混合重叠网格通信中网格块的分配算法分析

处理完网格后，计算期间选择的节点集就足够了。一旦找到所有网格块，就不可能预测分配给每个节点的最大网格块数。因此，可以采用以下处理方法：首先处理背景重叠块，然后按重叠权重的降序排列，把每个网格都进行循环。在第二个循环中，如果重叠因子背景块在n + 1小时内不旋转，则背景网格块将被删除并不进行分配，把相关元素保留给Shift网格块。一旦所有的网格物体都在背景中，网格块将呈圆形分布。通过这种方式，可以将网格框的每个部分分配给放置关联的背景框的节点。系统重叠网格由25个背景块网格盒中的3个组件和8个过程组成。带编号的4、6、7个网格组件的背景网格块将连接到网格重叠，而第4部分将连接到网格块A和B重叠，权重将连接到网格块A和B重叠部分。相应地，将加权因子定义为2。在分配之前，背景块首先基于权重，而权重比由比率重叠校正的背景块重叠分配。在第二轮中，第四个方块将被删除两次。返回第6块和第7块，当所有背景网格块都受到影响时，网格块组件也将受到影响。

三、混合重叠网格通信优化算法测试与分析

为了验证本文提出的混合重叠优化和通信方法的正确性，可以选用ANF模型对算法进行测试分析。

在并行测试中，混合重叠的初始处理分为7个部分，并计算了这7个部分的持续时间。这7个部分：

1.设置一个具有多个图层的背景图层Background time;

2.计算网格中每个单元的体积Volume time;

3.计算每个设备到最靠近物体的表面的距离Distance time;

4.分割网格块Split time;

5.设置网格和权重重叠之间的插值因子Overset time;

6.发送有关每个过程的区块链和重叠比率的信息Sendrecv time;

7.隐式挖洞标识IHC time。

计算网格布局的体积以及到最短墙的距离所需的时间将被减少。建立插值关系是整个过程中最重要的部分。随着测试规模的增加，网络会在所需的时间内收缩。减小块大小网格将信息传递到每个过程所花费的时间随着测试的大小而增加和减少。放大时，隐式挖洞标记时间不会快速改变。

四、结束语

在本文中，我们使用多层背景网格代替空间场网格结构，并创建具有笛卡尔个辅助网格+多块网格的混合网格系统。中空周边检测和标准门体的快速设置将分别执行混合过程重叠。计算负荷和通信负荷在每个进程中平均分配，并且通过进程之间的插值可以有效地减少信息传递。测试表明该方法可以应用于系统重叠网格。关联重叠网格是一个复杂的网格系统，它由许多对象

参  考  文  献

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组成，这些对象可以效地测量数百万个大小为1000的单位。