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995算法:用于二维有限元分析的高效并行各向异性Delaunay网格生成器

出版:2019年7月18日出版历史
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摘要

从顶点插入和Delaunay三角形的基本操作出发,通过构建网格生成器,提出了一种自下而上的并行各向异性网格生成方法。专注于高升力设计或动态失速的应用,或数值方法和建模测试案例,仍然专注于二维领域。这种自动并行网格生成方法可以生成具有各向异性边界层的高保真非结构化网格,用于计算流体动力学领域。各向异性要求使计算依赖于元素的局部对齐,从而增加了并行网格算法的复杂性,而元素的局部排列又取决于几何边界和密度函数——由指数分布生成的一维间距函数。这种方法在网格生成和通过形状良好的各向异性三角形而不是各向同性三角形进行流动求解方面节省了计算量。通过与验证参考解的解特征比较,验证了网格的有效性。通过数值实验,在1024个分布式内存节点上的并行弱缩放效率为79%,在512个分布式存储节点上的最快顺序各向同性网格生成器上的并行效率为72%。

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参考文献

  1. 亚历克斯·M·安德鲁。1979.另一种有效的二维凸包算法。信息处理快报9,5(1979),216--219。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  2. R.Aubry、S.Dey、E.Mestreau、K.Karamete和D.Gayman。2015.满足熵的边界层表面网格生成。SIAM科学计算杂志37,4(2015),A1957-A1974。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  3. Robert T.Biedron、Jan-ReneéCarlson、Joseph M.Derlaga、Peter A.Gnoffo、Dana P.Hammond、William T.Jones、Bil Kleb等人,2015年。FUN3D手册:12.8。NASA/TM-2015-218807。2019年3月28日检索自https://fun3d.larc.nasa.gov/papers/fun3d_Manual-12.8.pdf。谷歌学者谷歌学者
  4. 盖伊·布莱洛赫(Guy E.Blelloch)、加里·米勒(Gary L.Miller)和达夫娜·塔尔莫尔(Dafna Talmor)。1996.开发一种实用的基于投影的并行Delaunay算法。第十二届计算几何年会论文集。ACM,纽约州纽约市,186-195。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  5. 哈维尔·博内特(Javier Bonet)和詹姆·佩莱尔(Jaime Peraire)。1991年。用于三维几何搜索和相交问题的交替数字树(ADT)算法。国际工程数值方法杂志31,1(1991),1-17。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  6. 巴特·布莱登。1986年测量员面积公式。《大学数学杂志》17,4(1986),326--337。http://www.jstor.org/stable/2686282。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  7. 约翰·查纳(John R.Chawner)、约翰·丹纳霍夫三世(John F.Dannenhoffer III)、赛卡特·戴伊(Saikat Dey)、休·桑伯格(Hugh Thornburg)、威廉·琼斯(William T.Jones)、杰弗里·斯洛特尼克(Jeffrey Slotnick)和奈杰。2015年b。2030年几何和网格化的路径和状态:小组摘要。技术报告。雪城大学机械与航空航天工程系。谷歌学者谷歌学者
  8. John R.Chawner、John F.Dannenhoffer III和Nigel J.Taylor。2015年a。几何、网格生成和CFD 2030愿景。技术报告。纽约州锡拉丘兹市机械与航空航天工程系。谷歌学者谷歌学者
  9. Andrey N.Chernikov和Nikos P.Chrisochoides。2006.平行保证质量的Delaunay均匀网格细化。SIAM科学计算杂志28,5(2006),1907-1926。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  10. Andrey N.Chernikov和Nikos P.Chrisochoides。2008年a。算法872:并行二维约束Delaunay网格生成。ACM数学软件汇刊34,1(2008),6。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  11. Andrey N.Chernikov和Nikos P.Chrisochoides。2008年b。多核处理器的三维Delaunay优化。第22届超级计算国际年会论文集。ACM,纽约州纽约市,214-224。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  12. L.Paul Chew、Nikos Chrisochoides和Florian Sukup。1997.平行约束Delaunay网格。ASME应用力学第220分册(1997),89-96。谷歌学者谷歌学者
  13. Nikos Chroisochoides和Démian Nave。2003.并行Delaunay网格生成内核。国际工程数值方法杂志58,2(2003),161--176。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  14. 鲍里斯·迪斯金(Boris Diskin)、詹姆斯·托马斯(James L.Thomas)、克里斯托弗·拉姆齐(Christopher L.Rumsey)和阿克塞尔·施沃普(Axel Schwöppe)。2016年,二维基准流量雷诺平均Navier-Stokes解的网格收敛性。AIAA Journal 54,9(2016年9月),2563--2588。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  15. 董素川(Suchuan Dong)和乔治·卡尼亚达基斯(George E.Karniadakis)。2005.在Re=10000.《流体与结构杂志》20,4(2005),519--531。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  16. 马克·德雷拉。1994年,MSES:多元素翼型设计/分析系统。剑桥麻省理工学院。http://web.mit.edu/drela/Public/web/mses/mses.pdf。谷歌学者谷歌学者
  17. Robert J.Englar、Gregory S.Jones、Brian G.Allan和John C.Lin.2009年。用于CFD代码验证的二维循环控制翼型基准实验。AIAA论文2009-902。2019年3月28日检索自谷歌学者谷歌学者
  18. James D.Foley、Andries Van Dam、Steven K.Feiner、John F.Hughes和Richard L.Phillips。1994.计算机图形学导论。第55卷。艾迪生-韦斯利阅读。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  19. Panagiotis A.Foteinos和Nikos P.Chrisochoides。2014.用于有限元模拟的高质量实时图像到网格转换。《并行与分布式计算杂志》74,2(2014),2123--2140。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  20. R.V.加里梅拉。1998年。各向异性四面体网格生成。博士论文。伦塞勒理工学院。谷歌学者谷歌学者
  21. Rao V.Garimella和Mark S.Shephard。2000.粘性流模拟的边界层网格生成。国际工程数值方法杂志49,1--2(2000),193-218。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  22. 格哈德·格洛比什。1995.-平行网格生成器。并行计算21,3(1995),509--524。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  23. InfiniBand贸易协会。2018年InfiniBand路线图。2019年3月28日检索自https://www.infinibandta.org/about-infiniband/。谷歌学者谷歌学者
  24. 伊藤康史、Alan M.Shih、Anil K.Erukala、Bharat K.Soni、Andrey Chernikov、Nikos P.Chrischoides和Kazuhiro Nakahashi。2007.采用先进前沿方法的并行非结构化网格生成。《模拟中的数学与计算机》75,5(2007),200-209。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  25. 克莱门斯·马丁·约阿希姆·卡多。2004.并行Delaunay细化网格生成。博士论文。卡内基·梅隆大学。谷歌学者谷歌学者
  26. 乔治·埃姆·卡尼亚达基斯(George Em Karniadakis)和史蒂文·奥斯扎格(Steven A.Orszag)。1993年。节点、模式和流程代码。《今日物理学》46,3(1993),34-42。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  27. A.I.Khan和B.H.V.Topping。1991年。并行自适应网格生成。工程计算系统2,1(1991),75-101。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  28. L.Lämmer和M.Burghardt。2000.三角形和四边形网格的并行生成。工程软件进展31,12(2000),929--936。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  29. Leonidas Linardakis和Nikos Chrisochoides。2008.用于并行保证质量的平面网格生成的分级Delaunay解耦方法。SIAM科学计算杂志30,4(2008),1875-1891。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  30. 刘久兴、蒋伟航、皮特·威科夫、达巴利斯瓦·潘达、大卫·阿什顿、大流士·邦蒂纳斯、威廉·格罗普等人,2004年。设计和实现支持RDMA的InfiniBand上的MPICH2。第18届国际并行和分布式处理研讨会论文集。IEEE,加利福尼亚州洛斯阿拉米托斯,16。谷歌学者谷歌学者
  31. 大卫·马库姆和弗雷德里克·阿劳泽。2015.使用基于公制的混合增强粘性网格生成。网格生成和科学计算适应性方面的新挑战。第5卷。施普林格国际出版公司,181--201。谷歌学者谷歌学者
  32. 大卫·L·马库姆。1998年。先进的前端/本地连接(AFLR)非结构化网格生成。1998年《计算流体动力学评论》(分两卷)。世界科学,140-157。谷歌学者谷歌学者
  33. 迪米特里·马夫里普利斯。1990年。使用Delaunay三角剖分的粘性流自适应网格生成。计算物理杂志90,2(1990年10月),271-291。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  34. 朱丽叶·帕杜和安德烈·切尔尼科夫。2016.航空航天应用复杂域的并行二维非结构化各向异性Delaunay网格生成。第45届并行处理国际会议记录。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  35. J.Peraire和K.Morgan。1997年。非结构网格生成,包括气动流动模拟的方向细化。分析和设计中的有限元25,3-4(1997),343--356。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  36. S.Z.皮尔扎德。1996年。采用先进层法的三维非结构化粘性网格。AIAA Journal 34,1(1996年1月),43-49。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  37. 克里斯托弗·拉姆齐(Christopher L.Rumsey)和西野高福米(Takafumi Nishino)。2011年,在循环控制翼型上比较RANS和LES方法的数值研究。《国际热和流体流动杂志》32,5(2011),847--864。谷歌学者谷歌学者交叉引用交叉引用
  38. 吉姆·鲁珀特。1995年,用于高质量二维网格生成的Delaunay细化算法。《算法杂志》18,3(1995),548--585。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  39. 乔纳森·理查德·谢楚克(Jonathan Richard Shewchuk)。1996.三角形:设计2D质量网格生成器和Delaunay三角剖分器。《应用计算几何走向几何工程》,施普林格出版社,203-222。谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆
  40. Jeffrey Slotnick、Abdollah Khodadoust、Juan Alonso、David Darmofal、William Gropp、Elizabeth Lurie和Dimitri Mavriplis。2014年,CFD 2030年愿景研究:创新计算空气科学之路。美国国家航空航天局CR-2014-218178。兰利研究中心。内政部:https://doi.org/2060/20140003093谷歌学者谷歌学者
  41. Rui Zhang、Khee Poh Lam和Yongjie Zhang。2011.建筑设计应用CFD模拟的共形自适应六面体主导网格生成。冬季模拟会议记录。928--942.谷歌学者谷歌学者数字图书馆数字图书馆

索引术语

  1. 995算法:用于二维有限元分析的高效并行各向异性Delaunay网格生成器

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          数学软件上的封面图像ACM事务
          ACM数学软件汇刊 第45卷第3期
          2019年9月
          357页
          国际标准编号:0098-3500
          EISSN公司:1557-7295
          内政部:10.1145/3349340
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          出版商

          计算机协会

          美国纽约州纽约市

          出版历史

          • 出版:2019年7月18日
          • 认可的:2018年11月1日
          • 修订过的:2018年6月1日
          • 收到:2017年4月1日
          发布于汤姆斯第45卷第3期

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