三维多物质欧拉界面处理的并行算法研究

龙文佳,李跃新

(湖北大学 计算机与信息工程系，武汉 430000)



三维多物质欧拉界面处理的并行算法研究

龙文佳,李跃新

(湖北大学 计算机与信息工程系，武汉 430000)

针对现有的算法无法对爆炸冲击进行有效的研究这一问题，在改进了Youngs界面技术的基础上设计了三维多物质Euler界面处理的并行算法;然后采用MPI标准进行了算法的程序设计并对程序进行了并行性能测试和不同分区的算例测试，测试结果表明并行算法对加速比有较大的提高，而不同分区对并行算法的计算结果并没有影响;最后应用所编写的程序对空中爆炸和聚能射流进行了仿真，结果表明程序的模拟结果与前人的研究数据是符合的，说明了程序的有效性。

爆炸与冲击;数值模拟;欧拉方法;并行计算;Youngs界面技术

0 引言

爆炸冲击涉及大量的非线性瞬态动力学问题，属于复杂大变形的流体弹塑性力学范畴，而Euler算法[1-2]对于解决该类问题具有很大的优势，但其很难描述各介质的界面，所以界面处理的精度问题一直是Euler算法的核心问题。Youngs界面技术能够对两种物质界面进行精确的处理，但在爆炸过程中，会涉及到多种物质的混合，只有各物质界面能实现网格类型的精确区分，才能得到正确的计算结果，故需对现有的Youngs界面技术进行改进以解决其无法对两种以上物质混合进行界面处理的问题。

针对上述问题，本文通过使用网格中量最大的物质来代替量最少的物质对Youngs界面技术进行改进，使其能够处理多物质混合界面，然后将其与Euler算法结合用来处理爆炸冲击问题。……