三维无网格并行算法在CFD中的效率研究

"无网格并行算法在CFD中的应用研究" 本文深入研究了无网格并行算法在计算流体力学（CFD）中的应用，由马新建和谭俊杰共同完成，发表于中国科技论文在线。研究重点在于针对计算流体力学中无网格方法的特性，特别是针对 Batina 提出的三维无网格方法，设计并优化并行算法。 在无网格方法中，由于缺乏网格结构，计算过程更为复杂，尤其是卫星点的确定和空间导数的求解。为了解决这些问题，本文关注了前处理阶段卫星点的并行搜索和计算阶段的并行算法设计。并行搜索可以显著提升处理大量数据时的效率，而并行算法则有助于平衡计算负载，从而提高整体计算速度。 文中详细介绍了无网格法的并行算法实施流程，包括自定义数据类型以处理信息的通信方案。通过这种方式，无网格方法的并行计算能力得以提升，可以有效地应对复杂的几何形状和流动问题，同时保持较高的计算精度。 无网格方法的优势在于其几何灵活性，对于处理非结构化和不规则边界的问题有显著优势。然而，其计算效率低和时间消耗大的问题限制了其广泛应用。借助并行计算技术，可以显著改善无网格方法的计算效率，为实际工程应用提供了可能。 作者提供了无网格法的并行算法程序流程，并通过验证算例展示了算法的加速比和并行效率。计算结果显示，无网格并行算法不仅提高了计算速度，而且保持了良好的并行性能，为无网格方法在工程领域的推广奠定了基础。 此外，文章还讨论了无网格方法的历史和发展，指出其早期主要用于固体力学的断裂问题，直到上世纪九十年代才开始应用于CFD。尽管无网格方法相对较晚出现，但其在处理复杂流动问题上的优势使其成为研究热点。随着计算机硬件技术的飞速发展，为无网格方法的并行计算提供了硬件支持，进一步推动了该领域的研究进展。 关键词：无网格方法、并行算法、并行效率、计算流体力学 本文的研究工作为无网格方法的并行化提供了理论和技术支持，有助于解决其计算效率问题，对于提高大规模CFD模拟的计算速度具有重要意义。未来的研究可能会继续探索如何优化并行策略，以进一步提高无网格方法的计算性能和应用范围。