三维数值流形法覆盖系统并行分区生成算法

作     者：潘帅琪 张亚军 张友良 刘哲亨 PAN Shuai-qi;ZHANG Ya-jun;ZHANG You-Liang;LIU Zhe-heng

作者机构：海南大学土木建筑工程学院海口570228 

基　　金：海南省科技专项(ZDKJ2021024) 海南省自然科学基金高层次人才(521RC1040) 海南省自然科学基金创新研究团队(522CXTD510) 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第28期

页      码：12315-12323页

摘      要：三维数值流形方法(three dimensional numerical manifold method,3D-NMM)是岩土工程数值模拟中强大的数值方法之一。但一直存在接触判断困难、计算处理数据量大,效率低等问题。将并行计算技术应用于三维数值流形方法覆盖系统生成可以有效提升其覆盖系统的生成效率。详细研究了并行编程模式下三维数值流形法覆盖系统的生成算法。基于MPI(message passing interface)分布式内存编程原理,将分区覆盖生成作为三维数值流形法并行覆盖生成基本思路。先采用规则粗六面体网格覆盖问题域,并利用Metis划分网格形成负载基本均衡的子区域,在原有串行算法的基础上设计了子区域覆盖系统的生成算法。并基于分布式内存存储模式下不同区域间数据传递需求,对本并行算法建立了界面信息传递算法,用以并行计算过程不同区域间中数据交流。最后,使用C++开发了基于布尔运算的三维数值流形单元及覆盖系统并行生成算法。算例表明:此并行覆盖系统生成算法可有效提高三维数值流形法覆盖系统的生成效率及其应用规模。

主 题 词：三维数值流形法 并行计算 覆盖系统 布尔运算 分区策略 

学科分类：07[理学] 070104[070104] 0701[理学-数学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2022.28.010

馆 藏 号：203115470...