一种基于硬球模型的并行计算方法

摘要

本发明提供一种基于硬球模型大规模并行计算的方法，该方法将所要模拟的系统划分为多个子区域，同时将所述子区域划分为多个内部区元胞网格和边界区元胞网格，并且在所述子区域外层建立子区域的虚拟区元胞网格；所述内部区元胞网格对应事件驱动区域，所述边界区元胞网格和虚拟区元胞网格对应时间驱动区域；在给定的时间驱动时间步中，更新所述事件驱动区域和时间驱动区域内粒子的状态。本发明克服了硬球模型事件驱动算法难以并行且现有并行算法由于反复回调而导致的低效困难，同时也解决了时驱算法由于计算量大而造成的计算效率低下问题，在计算效率和并行扩展性上有了很大的提高。

主权项

一种基于硬球模型的并行计算方法，所述方法包括以下步骤：步骤1)将所要模拟的粒子系统信息读入并行计算系统中；步骤2)将所要模拟的系统划分为多个子区域，同时将所述子区域划分为多个元胞网格并且在所述子区域外层建立子区域的虚拟区元胞网格，所述子区域的元胞网格分为边界区元胞网格和内部区元胞网格；其中，所述内部区元胞网格对应事件驱动区域，所述边界区元胞网格和虚拟区元胞网格对应时间驱动区域；步骤3)建立所要模拟的系统中粒子与元胞网格的映射关系；步骤4)在给定的时间驱动时间步中，更新所述事件驱动区域和时间驱动区域内粒子的状态，其中所述给定的时间驱动时间步Δt的大小应满足：|v₁‑v₂|Δt≤min(d/2,l₁₂‑r₁‑r₂)其中，v₁、v₂是两个粒子的速度，l₁₂是粒子之间的距离，d是粒子的平均直径，r₁和r₂是粒子的半径。