fluent并行分割网格方法

fluent并行分割网格方法fluent并行分割网格方法2011年10月27日在用Fluent 的并行求解器时，需要将网格细分割为几组单元，以便在分离处理器上求解将未分割的网格读入并行求解器里，可用系统默认的分割原则(推荐使用）还可以在连续求解器里或将mesh 文件读入并行求解器后自己分割。 在建立问题(定义模型、边界条件等)之前或之后分割网格都可以，不过，由于某些模型的特点(象非等形接触面、滑移网格、 shell-conduction encapsulation 的自适应)，最好是在建立问题后。!如果case 文件含有滑移网格或非等形接触面，要在计算过程中进行自适应，因此要用连续求解器分割。 值得注意的是计算节点间的相关单元的分布在网格自适应时要保持不变，除非是非等形接触面，这样在自适应后就不必重新分割了。若在网格分割前用连续求解器建立问题，用于此项工作的计算机必须有足够大的内存来读入网格。如果网格太大，不能读进连续求解器，可将未分割的网格直接读入并行求解器里(使用所有被定义主机的内存)，然后让并行机自动分割。在这种情况下，你将在做一个初步网格分割后建立问题。如果必要可以手工再重新分割一次。 2 自动分割网格 在将case 文件读入并行求解器之前选用两分法或是其他网格分割方法来自动分割网格。对一些方法，可预览来确定是否为最佳的网格分割，注意case 文件中含有滑移网格或非等形接触面，在计算过程中要自适应，则需要在连续求解器中分割此文件，然后再把它读入并行求解器，在Auto Partition Grid 控制面板上选择Case File 选项。 并行求解器上自动网格分割的步骤如下： 1. (任选)在菜单栏上点Parallel Auto Partition.，弹出Auto Partition Grid 控制面板设置分割参数。 读入mesh 文件或case 文件时如果没有获取分割信息，那就保持Case File 选项开启，Fluent 会用Method 下拉菜单里的方法分割网格。 设置分割方法和相关选项的步骤如下： a) 关闭Case File 选项，就可选择控制面板上的其他选项。 b) 在Method 下拉菜单里选取两分方法。 c) 可为每个单元分别选取不同的网格分割方法，也可以利用Across Zones 让网格分割穿过区域边界。推荐不采用对单元进行单独分割(关闭Across Zones 按钮)，除非是溶解过程需要不同区域上的单元输出不同的计算信息(主区域包括固体和流体区域)。 d) 若选取Principal Axes 或Cartesian Axes 方法，可在实际分割之前对不同两分方向进行预测试以提高分割性能。用预检则开启Pre-Test 选项。 e) 点击OK。 如果case 文件已经网格分割，且网格分割的数量和计算节点数一样，那就可以在Auto Partition Grid 控制面板上默认选择Case File 选项，这会让Fluent 在case 文件中应用分割。 2. 读入case 文件，方法是在菜单栏上选File Read Case.。 自动分割过程的报告 当网格自动分割时，有关分割进程的信息就会被显示在控制窗口上。如果想需要额外信息，可在分割完成后，选Parallel Partition.，弹出Partition Grid 控制面板，打印报告。在Partition Grid 控制面板上点击Print Active Partitions 或Print Stored Partitions 时，Fluent 会在控制窗口里显示分割ID、单元数、面数、接触面数和每个活动或已储存分割的接触面曲率，还可以显示最小和最大的单元、面、接触面和面曲率变量 3 手动分割网格 在网格分割时推荐使用并行求解器上的自动分割，也可在连续求解器或并行求解器上手动分割。在自动或手动分割后，可以检查生成的分割，如果必要可重新分割。在连续或并行求解器里，利用Partition Grid 也可同样作。已分割的网格也可毫无损失的在连续求解器里使用。 分割网格的指导方针 手动分割网格时推荐采用如下步骤： 1. 用默认的两分方法(Principal Axes)和优化方法(Smooth)分割网格。 2. 检查分割统计表在开启负载平衡(单元变化)时，主要是使球形接触面曲率和接触面曲率变量最小。如果统计表不能使用，可尝试其他的两分方法。 3. 一旦确定问题所采用的最佳两分方法，如需要就可以开启Pre-Test 提高分割质量。 4. 如需要可用Merge 优化提高分割质量 分割网格，需要选择生成网格分割的两分方法、设置分割数、选择区域和记录、以及所使用的优化方法等。对某些方法可采用预测试的方法以选择最好的两分方法。一旦在Partition Grid 控制面板上设置了所有你都满意的参数，点Partition 按钮，将网格用所选的两分方法和优化方法分割成所需要的数量。在菜单栏上选Parallel Partition.，弹出Partition Grid 控制面板，可在上面设置所有相关的输入参数。 1. 在Method 下拉菜单里选取两分方法。 2. 在Number 里设置你想要分割的整数值。可以用计数箭头来增加或减小这个值，也可直接键入某整数值。此数值必须是整数，且是并行计算处理器数的倍数。 3. 可为每个单元分别选取不同的网格分割方法，也可以利用Across Zones 让网格分割穿过区域边界。推荐不采用对单元进行单独分割(关闭Across Zones 按钮)，除非是溶解过程需要不同区域上的单元输出不同的计算信息(主区域包括固体和流体区 域)。 4. 如果你想单元将mesh 里所有的非等形网格接触面都围绕起来，并且在计算的过程中始终在同一个分割里，可选择Encapsulate Grid Interfaces。当有滑移或网格被调整时，网格接触面必须被压缩，则当前网格为滑移网格时，Encapsulate Grid Interfaces 选项总是被选中的。如果case 文件中含有在计算过程中自适应的非等形接触面，就不得不在连续求解器中选择Encapsulate Grid Interfaces 和Encapsulate for Adaption 选项来分割它。 5. 如果在连续求解器中选择Encapsulate Grid Interfaces 选项，Encapsulate forAdaption 选项也被选中了。当选中此选项时，单元附加层将被压缩，因此并行时就不必进行单元传递了。 6. 可用Optimizations 下的选项来激活和控制想采用的优化方法。通过选中Do 按钮来激活Merge 和Smooth 格式。可为每个格式选择Iterations 数。当遇到合适的标准或迭代最大数已被执行完时就会应用每一个优化格式。若Iterations 数为0，则一完成就会应用优化格式，而没有迭代最大数的限制。 7. 若选取Principal Axes 或Cartesian Axes 方法，可在实际分割之前对不同两分方向进行预测试以提高分割性能。用预检则开启Pre-Test 选项。 8. 在Zones 和Registers 列表里，选择所想分割的分区和记录表。大多数情况下，选择所有的Zones (默认)分割整个区域，详细说明在下面介绍。 9. 点击Partition 按钮分割网格。 10. 若感觉新的分割比先前的(网格已被分割)更好，可点击Use Stored Partitions 按钮激活上次存储的单元分割(保存一个case 文件就会存储最后一次进行的单元分割)，用于当前的计算中。 用区域或记录表分割 对单元分区和记录表的分割约束性可使你对一个域的子域采用不同的分割方法。例如，你的几何形状包含一个连接到矩形管道的圆柱实体，则可以用Cylindrical Axes 方法分割圆柱体，用Cartesian Axes 方法分割矩形管道。如果圆柱体和矩形管道位于不同的单元区域，可一次选一个作所需的分割。如果它们不是在两个不同的单元区域，就可以用函数为每个区域标记调整后的单元，生成一个单元记录表(基本上是一个单元列表)。这些函数根据物理位置、单元体积、某变量的梯度和等值、及 其他参数标记单元。 !使用Fluent 的并行版本或分割方法选用Metis 时不能使用分区和记录表分割网格。 分割报告 若网格已被分割，和分割程序有关的信息就会显示在控制窗口里。默认情况下，求解器打印产生的分割数，单元、面、接触面和面曲率变量的最小值和最大值。如果将Verbosity从默认的1 增加到2，所用分割方法，分割ID，单元、面和接触面的数量，以及每个分割上的接触面的曲率也会显示在控制窗口上。如果将Verbosity 减小到0，仅有产生的分割数和分割所需时间被显示。 若分割完成后也可以将一部分信息显示出来。在并行求解器上点Print Active Partitions或Print Stored Partitions，Fluent 就会在控制窗口上显示分割ID，单元、面和接触面的数量，以及每个活动或存储的分割上的接触面的曲率。在连续求解器上Print Partitions，也可获取相同的信息。 !再次提醒：若感觉新的分割比先前的(网格已被分割)更好，可点击Use StoredPartitions 按钮激活上次存储的单元分割(保存一个case 文件就会存储最后一次进行的单元分割)，用于当前的计算中。 重新设置分割参数 如果想修改所设置的分割参数，通过点Default 按钮就会返回到Fluent 默认的设置，Default 按钮被点后就会变为Reset 按钮。Reset 可使你返回到最近保存的设置(象点Default按钮前设置的数值)，被点后就会变为Default 按钮 4 网格分割方法并行程序的网格分割有三个主要目标： ? 生成等数量单元的网格分割。 ? 使分割的接触面数最小减小分割边界面积。 ? 使分割的邻域数最小。 平衡分割(平衡单元数)可确保每个处理器有相同的负载，分割被同时传输。既然分割间的传输是强烈依赖于时间的，那使分割的接触面数最小就可以减少数据交换的时间。使分割的邻域数最小，可减少网络繁忙的机会，而且在那些初始信息传输比较长信息传输更耗时间的机器来说尤为重要，特别是对依靠网络连接的工作站来说非常重要。Fluent 里的分割格式是采用两分的原则来进行的，但不象其他格式那样需要分割数，它对分割数没有限制，对每个处理器都可以产生相同分割数(也就是分割总数是处理器数量的倍数)。 两分法 网格采用两分法则进行分割。被选用的法则被用于父域，然后利用递归应用于子域。例如，将网格分割成四部分，求解器将整个区域(父域)对分为两个子域，然后对每个子域进行相同的分割，总共分割为四部分。若将网格分割成三部分，求解器先将父域分成两部分一个大概是另一个的两倍大然后再将较大子域两分，这样总共就分为三部分。网格可用下列的任一方法进行分割。最有效的方法是和求解问题有关的，所以可试用不同的方法，直至某一个适合所求解问题。 Cartesian Axes：两分基于笛卡儿坐标系的单元区域它两分父域，所有子域都垂直于活动区域最长轴方向。因此也被称为坐标两分。 Cartesian Strip：采用坐标两分，但严格垂直于父域最长轴方向。可用这种方法使分割邻域数最小。 Cartesian X-, Y-, Z- Coordi