平行化三維非結構性網格調適加密模組之發展及其在直接蒙地卡羅法上之應用

Abstract

本研究完成平行化三維非結構性四面體網格調適加密模組之發展及其在直接模擬蒙地卡羅(DSMC)法上之應用。眾所皆知，假如需要網格來解流場，則不論是使用粒子性或連續性的數值解法都非常需要一個好的網格分布。然而，在解求得之前，好的網格分布一般來說是無法預測得知的。因此，在計算過程中一般需要利用網格調適來得到一個最理想的網格。就穩態流場而言，較明智的做法是先使用一個較粗糙的網格，再根據依此網格所得之流場結果去加密網格。然後將此程序反覆執行直到滿足某一標準為止。在本論文中將延續先前實驗室已有之單機三維非結構性四面體網格調適加密模組的成果，將其延伸為平行化可調性網格調適加密模組(parallel adaptive mesh-refining, PAMR)，並在通用的分散式記憶體電腦群上運行，例如個人電腦叢集系統。在此PAMR模組中使用一個在不同作業系統及硬體間具高移植性的標準MPI作為介面。最後，為了在運算時可以正確地將網格加密，所以將此PAMR模組與先前發展的平行化直接蒙地卡羅法程式(PDSC) 結合。利用於計算在不同攻角時超高音速氮氣流過一個70°角的鈍圓錐體的流場以展示PAMR模組應用在粒子性方法上的性能。計算結果顯示將比以較粗略的網格所計算出來的結果更接近實驗數據。