卡哈斯,J.C。;豪泽奥,G。;Vázquez,M。;M.加西亚。;E.卡索尼。;Calmet,H。;Artigues,A。;博雷尔,R。;O.Lehmkuhl。;帕斯特拉纳,D。;亚涅斯,D.J。;Pons,R。;J.马托雷尔。 基于HPC多码耦合的流固耦合。 (英语) Zbl 1402.74031号 SIAM J.科学。计算。 40,第6号,C677-C703(2018). 摘要:流体-结构相互作用(FSI)问题在过去几年中受到了极大的关注,主要是因为它存在于许多物理系统、工业应用和几乎每个生物系统中。在并行计算领域,对于问题的各个组成部分已经取得了显著的进展,例如,可以在非常高的雷诺数下模拟复杂几何体,或模拟心脏跳动的收缩。然而,将这两个领域的进展结合起来并不是一件容易的事,因为它们以一种相当独立的方式遵循着发展道路,而且还因为在处理两个高度非线性的偏微分方程时会出现物理和数值不稳定性。尽管如此,在过去几年里,耦合FSI领域取得了巨大进展,认识到需要解决的最具挑战性的问题,并实现了空气动力学、生物系统和复杂工业设备的新一代数值模拟。考虑到已经存在用于单个组件的高效并行代码,本文提出了一个框架,用于在多代码耦合分区方法中构建大规模并行FSI求解器,重点关注并行实现方面和最终应用程序的并行性能。该问题以代数形式提出,主要关注点是能够在代码之间传输数据所需的并行环境、交换表面的位置以及并行应用程序之间的信息交换。该框架已在HPC多物理代码Alya中实现,并在该代码的单独实例中进行了多码耦合。对两种不同加速方案的耦合算法进行了修正,并解决了三个不同领域的代表性案例,这些案例表明了该框架的适用范围。与文献和实验结果吻合良好。除了FSI求解器的数值验证外,还对所提出的多码策略的并行性能进行了评估。特别是,研究了基于计算核心过载的超级计算机节点上流体代码和固体代码MPI过程的特殊分布。最后,完成了一个强大的可伸缩性测试,使用1280个MPI进程运行多达3000万个元素的案例。 引用于2文件 MSC公司: 74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等) 74-04 可变形固体力学相关问题的软件、源代码等 68岁20岁 模拟(MSC2010) 68宽10 计算机科学中的并行算法 关键词:流体-结构相互作用;高性能混凝土;多码耦合 软件:TERMOFLUIDS公司;预CICE;Alya公司;磁粉探伤 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.C.Cajas}等人,SIAM J.Sci。计算。40,编号6,C677-C703(2018;Zbl 1402.74031) 全文: 内政部 参考文献: [1] M.Avila、A.Folch、G.Houzeaux、B.Eguzkitza、L.Prieto和D.Cabezoín,风电场并行CFD模型,Procedia Compute。科学。,18(2013),第2157–2166页。 [2] A.T.Barker和X.C.Cai,流体-结构相互作用中整体耦合的可扩展并行方法及其在血流建模中的应用,J.计算。物理。,229(2010),第642-659页·Zbl 1253.76137号 [3] Y.Bazilevs、J.Gohean、T.Hughes、R.Moser和R.Zhang,植入Jarvik 2000左心室辅助装置后胸主动脉血流的患者特异性等几何流体-结构相互作用分析,计算。方法应用。机械。工程师,198(2009),第3534–3550页·Zbl 1229.74096号 [4] Y.Bazilevs、K.Takizawa和T.E.Tezduyar,正面事项《计算流体-结构相互作用:方法和应用》,John Wiley&Sons,Chichester,英国,2013年·Zbl 1286.74001号 [5] H.-J.Bungartz、F.Lindner、B.Gatzhammer、M.Mehl、K.Scheufele、A.Shukaev和B.Uekermann,preCICE–用于多物理表面耦合的完全并行库、计算和《流体》,141(2016),第250–258页·Zbl 1390.76004号 [6] H.Calmet、A.M.Gambaruto、A.J.Bates、M.Vaízquez、G.Houzeaux和D.J.Doorly,快速吸入期间大型人气道过渡和湍流状态的大尺度CFD模拟,计算。《生物医学》,69(2016),第166-180页。 [7] E.Casoni、A.Jeírusalem、C.Samaniego、B.Eguzkitza、P.LaFortune、D.Tjahjanto、X.Saíez、G.Houzeaux和M.Vaízquez,Alya:超级计算机的计算固体力学,建筑。计算。《方法工程》,22(2015),第557–576页·Zbl 1348.74007号 [8] P.Causin、J.Gerbeau和F.Nobile,流体结构问题分区算法设计中的附加质量效应,计算。方法应用。机械。工程,194(2005),第4506–4527页·Zbl 1101.74027号 [9] O.Colomeís、s.Badia、R.Codina和J.Principe,湍流不可压缩流动大涡模拟的变分多尺度模型评估,计算。方法应用。机械。工程,285(2015),第32–63页·Zbl 1423.76152号 [10] W.Dettmer和D.Perić,流体-结构相互作用的计算框架:有限元公式和应用,计算。方法应用。机械。工程,195(2006),第5754–5779页·兹比尔1155.76354 [11] B.Eguzkitza、G.Houzeaux、R.Aubry、H.Owen和M.Vaázquez,计算力学嵌合体和区域分解方法的并行耦合策略、计算和《流体》,80(2013),第128–141页·Zbl 1284.65166号 [12] O.Estruch、O.Lehmkuhl、R.Borrell、C.Segarra和A.Oliva,非结构动态网格的并行径向基函数插值方法、计算和《流体》,80(2013),第44-54页·Zbl 1284.76091号 [13] S.Étienne、A.Garon和D.Pelletier,不可压缩流动ALE模拟的几何守恒定律和有限元方法展望,J.计算。物理。,228(2009),第2313–2333页·Zbl 1275.76159号 [14] 额外费用,巴塞罗那超级计算中心, 2017. 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