7、数值模拟在多孔粘弹性地面与河口水流研究中的应用

数值模拟在多孔粘弹性地面与河口水流研究中的应用

在科学研究和工程实践中，数值模拟技术发挥着至关重要的作用。本文将介绍在多孔粘弹性地面波传播现象以及河口水流动力学方面的数值模拟研究，包括采用的方法、取得的结果以及应用案例。

多孔粘弹性地面波传播模拟

为了研究多孔粘弹性地面中的波传播现象，采用了基于代数分解的网格划分方法。该方法具有以下显著优势：
- 无需特定接口管理 ：与传统的区域分解方法不同，此技术在专家多网格系统激活或几何形状改变时，无需进行特定的接口管理，这大大简化了处理过程。
- 实现负载均衡 ：当网格大小发生变化时，元素的代数分布能够在每个时间步长内实现处理器之间的公平负载均衡，提高了计算效率。
- 接近原始顺序求解器 ：该方法的实现尽可能接近原始的顺序求解器，便于代码的开发和维护。

采用SPMD编程模型来管理网格中不同有限元素的代数分布，并使用MPI标准库在主从处理器之间交换有关基本矩阵的数据。

为了评估并行化版本的FAFEMO代码的性能，针对一个包含200,000个未知数的二维问题进行了数值实验，分别在SGI Origin 3800和cluster CHOEUR上开展工作，具体情况如下：
| 计算平台 | 硬件配置 | 实验结果 |
| — | — | — |
| SGI Origin 3800 | 基于cc - NUMA架构的共享全局内存，由768个MIPS R14000处理器（500 MHz，512 Mo RAM）分布在80个节点上，内部网络速度为1.6 GB/s | -