(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111465835.0 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 申请人 航宇救生装备有限公司 (72)发明人 高宜胜　李正达　胡雪鹏　刘琦　 张芃　童明波　 其他发明人请求 不公开姓名　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 代理人 梅学兵 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种翼伞流固耦合并行计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种翼伞流固耦合并行计算 方法， 包括： 流场计算节点按照空间背景网格的 网格点原始顺序读取各自的初始局部网格信息， 采用ParMETIS进行流场网格并行分区， 采用MPI 进行数据传递使各计算节点得到实际的网格分 区信息， 各计算节点内部使用METIS进行节点内 的网格分区， 采用OpenMP并行建立流场模拟所需 的几何信息； 固体前处理采用类似的处理方式； 流场计算采用浸入边界法求解可压缩Navier ‑ Stokes方程， 利用MPI/OpenMP混合并行技术， MPI 用于节点之间的数据传递， OpenMP用于节点内部 线程之间的数据传递； 本发明为翼伞流固耦合问 题的高效计算 提供了重要支持。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114218874 A 2022.03.22 CN 114218874 A 1.一种翼伞流固耦合并行计算方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一， 根据需求确定流场计算节点数、 流场计算节点内部的线程数、 固体计算节点数 和固体计算节点内部的线程数； 步骤二， 所有流场计算节点以及固体计算节点分别同时读取流场空间背景网格文件， 每个流场计算节点以及固体计算节点的一个进程按照网格点顺序读取各自节点的初始网 格信息； 步骤三， 每个流场计算节点以及固体计算节点分别根据初始局部网格点读取相关的空 间背景网格单 元信息， 生成所需的拓扑信息， 调用ParM ETIS进行分布式并行网格分区； 步骤四， 根据网格分区结果， 各流场计算节点以及固体计算节点分别采用MPI传输网格 信息， 建立相应的几何和拓扑关系； 步骤五， 每个流场计算节点以及固体计算节点分别调用METIS进行节点内的串行网格 分区； 步骤六， 流场计算节点以及固体计算节点 内的每个线程采用OpenMP并行建立每个分区 的几何关系， 包括计算dualmesh的体积、 法向矢量几何信息， 进行网格重排序， 并进行几何 验证； 步骤七， 分别建立流场计算节点之间以及固体计算节点之间的数据传输关系， 所述数 据传输关系用于流场计算时的MPI 通讯； 步骤八， 建立 流固耦合所需的数据传输关系； 步骤九， 进行流固耦合计算； 其中， 在流固耦合计算过程中采用浸入边界法求解可压缩 Navier‑Stokes方程， 翼伞壁面采用局部一维半Riemann问题计算壁面通量， 流场计算节之 间以及固体计算节点之间采用MPI进行数据传输， 流场计算节以及固体计算节点内部采用 OpenMP进行粗粒度并行。 2.根据权利要求1所述的翼伞流固耦合并行计算方法， 其特征在于： 所述步骤一中的流 场计算节点数、 固体计算节点数、 流场计算节点以及固体计算节点内部的线程数为大于等 于1的正整数。 3.根据权利要求1所述的翼伞流固耦合并行计算方法， 其特征在于： 所述步骤二中各流 场计算节点以及固体计算节点只读取自身的初始网格信息， 无需主节点处理全局网格信 息。 4.根据权利要求1所述的翼伞流固耦合并行计算方法， 其特征在于： 所述步骤三中的并 行网格分区， 采用ParMETIS的图分区方式进行分布式并行网格分区， 并保证每个分区内部 连续。 5.根据权利要求1所述的翼伞流固耦合并行计算方法， 其特征在于： 所述步骤五中的每 个流场计算节点以及固体计算节点内的网格分区， 每个流场计算节点以及固体计算节点根 据节点内部的线程数采用M ETIS的图分区进行串行网格分区， 并保证 每个分区内部连续。 6.根据权利要求1所述的翼伞流固耦合并行计算方法， 其特征在于： 所述步骤八的固体 计算采用不同于的流场计算节点的独立计算节点， 翼伞采用有限元表面网格离散， 计算节 点之间采用ParMETIS进 行分布式并行分区， 固体计算节 点内部采用METIS进 行串行分区， 所 有线程计算局部几何信息 。 7.根据权利要求1所述的翼伞流固耦合并行计算方法， 其特征在于： 所述步骤九的MPI权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114218874 A 2数据传输采用非阻塞式通讯， 用于通讯和计算重 叠。 8.根据权利要求1 ‑7中任意一项所述的翼伞流固耦合并行计算方法， 其特征在于： 所述 流场计算节点和固体 计算节点之间采用MPI进行 数据传输 。 9.根据权利要求8所述的翼伞流固耦合并行计算方法， 其特征在于： 所述流场和固体计 算节点分别采用单独的程序， 通过MPI在不同程序之间进行 数据传递实现耦合。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 包括： 所述计算机可读存储介质存储有计 算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述 的一种翼伞流固耦合并行计算方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114218874 A 3