使用AMR型背景网格的并行SPH方法

计算物理 ›› 2016, Vol. 33 ›› Issue (2): 183-189.

使用AMR型背景网格的并行SPH方法

宫翔飞^1,2, 杨基明¹, 张树道²

1. 中国科学技术大学, 合肥 230022;
2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094

收稿日期:2014-12-29 修回日期:2015-05-05 出版日期:2016-03-25 发布日期:2016-03-25
作者简介:宫翔飞(1979-),男,山东乳山,副研究员,现从事SPH方法及水下爆炸研究,Email:gong_xiangfei@iapcm.ac.cn
基金资助:
中物院科学技术发展基金（2012B0201027、2012B0201028、2012A0201011、2013A0101004和2013A0201009）

A Parallel SPH Method with Background Grid of Adaptive Mesh Refinement

GONG Xiangfei^1，2, YANG Jiming¹, ZHANG Shudao²

1. University of Science and Technology of China, Hefei 230022, China;
2. Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100094, China

Received:2014-12-29 Revised:2015-05-05 Online:2016-03-25 Published:2016-03-25

摘要/Abstract

摘要： 在分布式并行SPH方法中根据网格范围内粒子最大光滑长度调整网格尺度的AMR（Adaptive Mesh Refinement）背景网格，确保网格内粒子的相邻粒子位于同一个网格或者相邻的同尺寸网格范围内.与统一尺寸的背景网格相比，在光滑长度空间分布不均匀和随时间变化的情况下能够应用并减小搜索量，提高计算效率.数值结果表明，基于AMR型背景网格的并行SPH方法应用到粒子光滑长度变化很大的数值计算时能有效地降低搜索复杂度.

关键词: 光滑粒子流体动力学, 自适应网格细分, 并行, 搜索复杂度

Abstract: We present a distributed parallel SPH programming algorithm using adaptive mesh refinement background grids,in which size of a grid is decided based on maximal smoothed length of local particles. All neighboring particles of a given particle can be found in the grid the particle belongs to and in grids of same size adjoining to this grid. Searching bound is confined and as a result computational efficiency is improved. The method is validated in non-uniform smoothed length SPH simulation.

Key words: smoothed particle hydrodynamics, adaptive mesh refinement, parallel, order of magnitude in neighbor search

中图分类号:

宫翔飞, 杨基明, 张树道. 使用AMR型背景网格的并行SPH方法[J]. 计算物理, 2016, 33(2): 183-189.

GONG Xiangfei, YANG Jiming, ZHANG Shudao. A Parallel SPH Method with Background Grid of Adaptive Mesh Refinement[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2016, 33(2): 183-189.

[1]	胡晓燕, 范征锋. 惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法[J]. 计算物理, 2022, 39(3): 277-285.
[2]	朱家莉, 尚月强. 不可压缩流的并行两水平稳定有限元算法[J]. 计算物理, 2022, 39(3): 309-317.
[3]	蔡颖, 张存波, 刘旭, 范征锋, 刘元元, 徐小文, 张爱清. 二维球坐标系中子输运方程的一种并行SN算法[J]. 计算物理, 2022, 39(2): 143-152.
[4]	李凌霄, 翟传磊, 谢辉, 施意. 一种求解三维热辐射输运方程的整体预处理迭代方法及并行计算[J]. 计算物理, 2021, 38(3): 269-279.
[5]	范宣华, 王柯颖, 肖世富, 陈璞. 强脉动压力下飞行器随机振动分析算法与并行实现[J]. 计算物理, 2021, 38(2): 192-198.
[6]	严小松, 杨建伦, 羊奕伟. 康普顿相机图像重建中的快速滤波反投影算法[J]. 计算物理, 2020, 37(2): 153-162.
[7]	丁琪, 尚月强. 非定常Navier-Stokes方程基于两重网格离散的有限元并行算法[J]. 计算物理, 2020, 37(1): 10-18.
[8]	彭浩, 单鸣雷, 朱昌平, 姚澄. LBM伪势MRT三维模型GPU并行计算的性能优化[J]. 计算物理, 2018, 35(5): 554-562.
[9]	张守慧, 梁栋. 二维抛物型问题的Strang型交替分段区域分裂格式[J]. 计算物理, 2018, 35(4): 413-428.
[10]	于晨阳, 范宣华, 王柯颖, 肖世富. 基于PANDA平台的多点基础激励谐响应的并行计算[J]. 计算物理, 2018, 35(4): 443-450.
[11]	李凌霄. 不可压缩流基于块预处理的并行有限元计算[J]. 计算物理, 2018, 35(2): 151-160.
[12]	包芸, 叶孟翔, 罗嘉辉. 湍流热对流的高效并行直接求解方法[J]. 计算物理, 2017, 34(6): 651-656.
[13]	刘旭, 徐小文, 张爱清. 面向结构网格自适应并行计算的矩形区域求差集快速算法[J]. 计算物理, 2017, 34(5): 563-573.
[14]	祁美玲, 杨琼, 王苍龙, 田园, 杨磊. 结构材料辐照损伤的分子动力学程序GPU并行化及优化[J]. 计算物理, 2017, 34(4): 461-467.
[15]	徐幼平, 程煜峰, 王斌, 郭红, 普业, 程锐. 基于JASMIN框架的区域大气模式并行程序开发及试验[J]. 计算物理, 2017, 34(1): 47-60.