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自适应结构网格上扩散方程隐式时间积分算法及其应用
  • ISSN号:1001-246X
  • 期刊名称:计算物理
  • 时间:0
  • 页码:684-692
  • 分类:O241.82[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心,计算物理重点实验室,北京100094
  • 相关基金:国家自然科学基金(60903006,10935003,61033009)、国家重点基础研究专项经费(2011CB309702)和国家863项目(2010AA012301)资助项目
  • 相关项目:面向数千个处理器的并行代数多重网格算法研究
中文摘要:

提出一种自适应结构网格(SAMR)上求解扩散方程的隐式时间积分算法.该算法从粗网格到细网格逐层进行时间积分,通过多层迭代同步校正保证粗细界面的流连续和计算区域的扩散平衡.分析算法复杂度,并给出评估算法低复杂度的准则.典型算例表明,相对于一致加密情形,本文算法能够在保持相同计算精度的前提下,大幅度降低网格规模和计算量,且具有低复杂度.将算法应用于辐射流体力学数值模拟中非线性扩散方程组求解,相对于一致加密网格,SAMR计算将计算量下降一个量级以上,计算效率提高33.2倍.

英文摘要:

We consider solution of diffusion equations using structured adaptive mesh refinement (SAMR). In SAMR hierarchy, each level is organized as a union of uniform rectangular patches. An implicit time-integration algorithm with temporal refinement strategy is shown. In the algorithm, timestepping advances from the coarsest level to the finest level sequentially, and a multilevel synchronization process is required for fixing fluxes dismatch at coarse-fine interface. A criterion for algorithm complexity is introduced. Numerical results show validation and performance of the algorithm. Finally, the algorithm is applied to radiation hydrodynamics simulations, where nonlinear non-equilibrium radiation diffusion equations are solved. Simulation result shows that, compared with uniform refinement mesh, performance of the method is improved by 33 times.

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期刊信息
  • 《计算物理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国核学会
  • 主编:朱少平
  • 地址:北京海淀区丰豪东路2号北京应用物理与计算数学研究所
  • 邮编:100094
  • 邮箱:jswl@iapcm.ac.cn
  • 电话:010-59872547 59872545 59872547
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-246X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2011/O4
  • 邮发代号:2-477
  • 获奖情况:
  • 1992年获“全优期刊”奖,《CAJ-CD规范》执行优秀奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4426