【摘 要】
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光滑粒子流体动力学方法（Smoothed Particle Hydrodynamic, SPH）作为一种拉格朗日形式的无网格方法,它保留了拉氏计算描述物质界面准确的优势,而且逻辑简单,能够避免有限元方法中的网格缠绕和扭曲等问题,因而特别适合计算多物质、大变形、断裂以及飞散等问题,因而近年来得到广泛应用。SPH方法的一个主要问题是计算量大,耗时较长,这极大地限制了它的应用,所以开展SPH并行化研究十
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光滑粒子流体动力学方法（Smoothed Particle Hydrodynamic, SPH）作为一种拉格朗日形式的无网格方法,它保留了拉氏计算描述物质界面准确的优势,而且逻辑简单,能够避免有限元方法中的网格缠绕和扭曲等问题,因而特别适合计算多物质、大变形、断裂以及飞散等问题,因而近年来得到广泛应用。SPH方法的一个主要问题是计算量大,耗时较长,这极大地限制了它的应用,所以开展SPH并行化研究十分必要。 本文简要介绍了SPH方法的基本理论和并行程序设计基础,提出了一种基于粒子划分的并行SPH程序设计方法,详细叙述了其基本思想、变量存储、信息传递和主要步骤,然后利用Fortran语言和MPI消息传递库在银河计算机上实现了该方案,此方案使得我们能够模拟百万个以上的粒子。两个超高速碰撞实例表明本方案是成功的,能够有效节约计算时间。对此方案的性能进行了详细的分析,结果表明对于粒子数在一万至几百万之间,进程数在23个以内时,加速比大约为8-11。 最后,利用自编并行程序模拟了若干金属板侵彻实例,并和实验结果进行了比对,显示了并行SPH程序广泛的应用前景。
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