多层图分割算法在多体系统动力学领域的应用

来源 :第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:victorwyd
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  并行计算的出现满足了大规模高精度多体系统动力学模拟仿真的需求。区域分解算法是为适应并行计算机的工作原理而生成的偏微分方程数值算法。作为区域分解方法的重要组成部分,灵活高效的网格划分算法对并行计算有着非常重要的意义。本文从基于区域分解算法的多体系统动力学背景出发,首先介绍了图形分割算法的基本原理。介绍了几何分区法、组合分区法、谱分区法、多层次分区法等常用的分区方法。重点研究了多层次分区算法的计算过程。该方法由图的粗化、初始分区和分区的细化回归三个阶段组成。本文详细研究该方法在各个阶段的实现方式,并选择适用于多体系统动力学领域的计算方法。粗化阶段选用重边匹配(Heavy Edge Matching)算法,该方法的基本思想是找到一个含有较大权值的最大匹配,这样能够使粗化后图的分区具有较小的边切度,有效降低粗图中的边权。初始分区阶段采用计算效率较高的多层次循环谱二分法(Multilevel Recursive Spectral Bisection)。最后使用MATLAB程序进行曲柄滑块结构的模拟仿真,仿真结果表明,多层次分区算法能够很好地应用于多体系统动力学并行计算中,并具有一定的科学应用价值。
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