fluent并行分割網(wǎng)格方法

在用Fluent 的并行求解器時(shí),需要將網(wǎng)格細(xì)分割為幾組單元,以便在分離處理器上求解將未分割的網(wǎng)格讀入并行求解器里,可用系統(tǒng)默認(rèn)的分割原則(推薦使用)還可以在連續(xù)求解器里或?qū)esh 文件讀入并行求解器后自己分割。

在建立問(wèn)題(定義模型、邊界條件等)之前或之后分割網(wǎng)格都可以,不過(guò),由于某些模型的特點(diǎn)(象非等形接觸面、滑移網(wǎng)格、
shell-conduction encapsulation 的自適應(yīng)),最好是在建立問(wèn)題后。!!如果case 文件含有滑移網(wǎng)格或非等形接觸面,要在計(jì)算過(guò)程中進(jìn)行自適應(yīng),因此要用連續(xù)求解器分割。
值得注意的是計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的相關(guān)單元的分布在網(wǎng)格自適應(yīng)時(shí)要保持不變,除非是非等形接觸面,這樣在自適應(yīng)后就不必重新分割了。若在網(wǎng)格分割前用連續(xù)求解器建立問(wèn)題,用于此項(xiàng)工作的計(jì)算機(jī)必須有足夠大的內(nèi)存來(lái)讀入網(wǎng)格。如果網(wǎng)格太大,不能讀進(jìn)連續(xù)求解器,可將未分割的網(wǎng)格直接讀入并行求解器里(使用所有被定義主機(jī)的內(nèi)存),然后讓并行機(jī)自動(dòng)分割。在這種情況下,你將在做一個(gè)初步網(wǎng)格分割后建立問(wèn)題。如果必要可以手工再重新分割一次。

2 自動(dòng)分割網(wǎng)格
在將case 文件讀入并行求解器之前選用兩分法或是其他網(wǎng)格分割方法來(lái)自動(dòng)分割網(wǎng)格。對(duì)一些方法,可預(yù)覽來(lái)確定是否為最佳的網(wǎng)格分割,注意case 文件中含有滑移網(wǎng)格或非等形接觸面,在計(jì)算過(guò)程中要自適應(yīng),則需要在連續(xù)求解器中分割此文件,然后再把它讀入并行求解器,在Auto Partition Grid 控制面板上選擇Case File 選項(xiàng)。
并行求解器上自動(dòng)網(wǎng)格分割的步驟如下:
1. (任選)在菜單欄上點(diǎn)Parallel Auto Partition...,彈出Auto Partition Grid 控制面板設(shè)置分割參數(shù)。
讀入mesh 文件或case 文件時(shí)如果沒(méi)有獲取分割信息,那就保持Case File 選項(xiàng)開(kāi)啟,Fluent 會(huì)用Method 下拉菜單里的方法分割網(wǎng)格。
設(shè)置分割方法和相關(guān)選項(xiàng)的步驟如下:
a) 關(guān)閉Case File 選項(xiàng),就可選擇控制面板上的其他選項(xiàng)。
b) 在Method 下拉菜單里選取兩分方法。
c) 可為每個(gè)單元分別選取不同的網(wǎng)格分割方法,也可以利用Across Zones 讓網(wǎng)格分割穿過(guò)區(qū)域邊界。推薦不采用對(duì)單元進(jìn)行單獨(dú)分割(關(guān)閉Across Zones 按鈕),除非是溶解過(guò)程需要不同區(qū)域上的單元輸出不同的計(jì)算信息(主區(qū)域包括固體和流體區(qū)域)。
d) 若選取Principal Axes 或Cartesian Axes 方法,可在實(shí)際分割之前對(duì)不同兩分方向進(jìn)行預(yù)測(cè)試以提高分割性能。用預(yù)檢則開(kāi)啟Pre-Test 選項(xiàng)。
e) 點(diǎn)擊OK。
如果case 文件已經(jīng)網(wǎng)格分割,且網(wǎng)格分割的數(shù)量和計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)一樣,那就可以在Auto Partition Grid 控制面板上默認(rèn)選擇Case File 選項(xiàng),這會(huì)讓Fluent 在case 文件中應(yīng)用分割。
2. 讀入case 文件,方法是在菜單欄上選File Read Case...。
自動(dòng)分割過(guò)程的報(bào)告
當(dāng)網(wǎng)格自動(dòng)分割時(shí),有關(guān)分割進(jìn)程的信息就會(huì)被顯示在控制窗口上。如果想需要額外信息,可在分割完成后,選Parallel Partition...,彈出Partition Grid 控制面板,打印報(bào)告。在Partition Grid 控制面板上點(diǎn)擊Print Active Partitions 或Print Stored Partitions 時(shí),Fluent 會(huì)在控制窗口里顯示分割I(lǐng)D、單元數(shù)、面數(shù)、接觸面數(shù)和每個(gè)活動(dòng)或已儲(chǔ)存分割的接觸面曲率,還可以顯示最小和最大的單元、面、接觸面和面曲率變量

3 手動(dòng)分割網(wǎng)格
在網(wǎng)格分割時(shí)推薦使用并行求解器上的自動(dòng)分割,也可在連續(xù)求解器或并行求解器上手動(dòng)分割。在自動(dòng)或手動(dòng)分割后,可以檢查生成的分割,如果必要可重新分割。在連續(xù)或并行求解器里,利用Partition Grid 也可同樣作。已分割的網(wǎng)格也可毫無(wú)損失的在連續(xù)求解器里使用。
分割網(wǎng)格的指導(dǎo)方針
手動(dòng)分割網(wǎng)格時(shí)推薦采用如下步驟:
1. 用默認(rèn)的兩分方法(Principal Axes)和優(yōu)化方法(Smooth)分割網(wǎng)格。
2. 檢查分割統(tǒng)計(jì)表在開(kāi)啟負(fù)載平衡(單元變化)時(shí),主要是使球形接觸面曲率和接觸面曲率變量最小。如果統(tǒng)計(jì)表不能使用,可嘗試其他的兩分方法。
3. 一旦確定問(wèn)題所采用的最佳兩分方法,如需要就可以開(kāi)啟Pre-Test 提高分割質(zhì)量。
4. 如需要可用Merge 優(yōu)化提高分割質(zhì)量
分割網(wǎng)格,需要選擇生成網(wǎng)格分割的兩分方法、設(shè)置分割數(shù)、選擇區(qū)域和記錄、以及所使用的優(yōu)化方法等。對(duì)某些方法可采用預(yù)測(cè)試的方法以選擇最好的兩分方法。一旦在Partition Grid 控制面板上設(shè)置了所有你都滿意的參數(shù),點(diǎn)Partition 按鈕,將網(wǎng)格用所選的兩分方法和優(yōu)化方法分割成所需要的數(shù)量。在菜單欄上選Parallel Partition...,彈出Partition Grid 控制面板,可在上面設(shè)置所有相關(guān)的輸入?yún)?shù)。

1. 在Method 下拉菜單里選取兩分方法。
2. 在Number 里設(shè)置你想要分割的整數(shù)值。可以用計(jì)數(shù)箭頭來(lái)增加或減小這個(gè)值,也可直接鍵入某整數(shù)值。此數(shù)值必須是整數(shù),且是并行計(jì)算處理器數(shù)的倍數(shù)。
3. 可為每個(gè)單元分別選取不同的網(wǎng)格分割方法,也可以利用Across Zones 讓網(wǎng)格分割穿過(guò)區(qū)域邊界。推薦不采用對(duì)單元進(jìn)行單獨(dú)分割(關(guān)閉Across Zones 按鈕),除非是溶解過(guò)程需要不同區(qū)域上的單元輸出不同的計(jì)算信息(主區(qū)域包括固體和流體區(qū)
域)。
4. 如果你想單元將mesh 里所有的非等形網(wǎng)格接觸面都圍繞起來(lái),并且在計(jì)算的過(guò)程中始終在同一個(gè)分割里,可選擇Encapsulate Grid Interfaces。當(dāng)有滑移或網(wǎng)格被調(diào)整時(shí),網(wǎng)格接觸面必須被壓縮,則當(dāng)前網(wǎng)格為滑移網(wǎng)格時(shí),Encapsulate Grid Interfaces 選項(xiàng)總是被選中的。如果case 文件中含有在計(jì)算過(guò)程中自適應(yīng)的非等形接觸面,就不得不在連續(xù)求解器中選擇Encapsulate Grid Interfaces 和Encapsulate for Adaption 選項(xiàng)來(lái)分割它。
5. 如果在連續(xù)求解器中選擇Encapsulate Grid Interfaces 選項(xiàng),Encapsulate forAdaption 選項(xiàng)也被選中了。當(dāng)選中此選項(xiàng)時(shí),單元附加層將被壓縮,因此并行時(shí)就不必進(jìn)行單元傳遞了。
6. 可用Optimizations 下的選項(xiàng)來(lái)激活和控制想采用的優(yōu)化方法。通過(guò)選中Do 按鈕來(lái)激活Merge 和Smooth 格式。可為每個(gè)格式選擇Iterations 數(shù)。當(dāng)遇到合適的標(biāo)準(zhǔn)或迭代最大數(shù)已被執(zhí)行完時(shí)就會(huì)應(yīng)用每一個(gè)優(yōu)化格式。若Iterations 數(shù)為0,則一完成就會(huì)應(yīng)用優(yōu)化格式,而沒(méi)有迭代最大數(shù)的限制。
7. 若選取Principal Axes 或Cartesian Axes 方法,可在實(shí)際分割之前對(duì)不同兩分方向進(jìn)行預(yù)測(cè)試以提高分割性能。用預(yù)檢則開(kāi)啟Pre-Test 選項(xiàng)。
8. 在Zones 和Registers 列表里,選擇所想分割的分區(qū)和記錄表。大多數(shù)情況下,選擇所有的Zones (默認(rèn))分割整個(gè)區(qū)域,詳細(xì)說(shuō)明在下面介紹。
9. 點(diǎn)擊Partition 按鈕分割網(wǎng)格。
10. 若感覺(jué)新的分割比先前的(網(wǎng)格已被分割)更好,可點(diǎn)擊Use Stored Partitions 按鈕激活上次存儲(chǔ)的單元分割(保存一個(gè)case 文件就會(huì)存儲(chǔ)最后一次進(jìn)行的單元分割),用于當(dāng)前的計(jì)算中。
用區(qū)域或記錄表分割
對(duì)單元分區(qū)和記錄表的分割約束性可使你對(duì)一個(gè)域的子域采用不同的分割方法。例如,你的幾何形狀包含一個(gè)連接到矩形管道的圓柱實(shí)體,則可以用Cylindrical Axes 方法分割圓柱體,用Cartesian Axes 方法分割矩形管道。如果圓柱體和矩形管道位于不同的單元區(qū)域,可一次選一個(gè)作所需的分割。如果它們不是在兩個(gè)不同的單元區(qū)域,就可以用函數(shù)為每個(gè)區(qū)域標(biāo)記調(diào)整后的單元,生成一個(gè)單元記錄表(基本上是一個(gè)單元列表)。這些函數(shù)根據(jù)物理位置、單元體積、某變量的梯度和等值、及
其他參數(shù)標(biāo)記單元。

!!使用Fluent 的并行版本或分割方法選用Metis 時(shí)不能使用分區(qū)和記錄表分割網(wǎng)格。
分割報(bào)告
若網(wǎng)格已被分割,和分割程序有關(guān)的信息就會(huì)顯示在控制窗口里。默認(rèn)情況下,求解器打印產(chǎn)生的分割數(shù),單元、面、接觸面和面曲率變量的最小值和最大值。如果將Verbosity從默認(rèn)的1 增加到2,所用分割方法,分割I(lǐng)D,單元、面和接觸面的數(shù)量,以及每個(gè)分割上的接觸面的曲率也會(huì)顯示在控制窗口上。如果將Verbosity 減小到0,僅有產(chǎn)生的分割數(shù)和分割所需時(shí)間被顯示。
若分割完成后也可以將一部分信息顯示出來(lái)。在并行求解器上點(diǎn)Print Active Partitions或Print Stored Partitions,Fluent 就會(huì)在控制窗口上顯示分割I(lǐng)D,單元、面和接觸面的數(shù)量,以及每個(gè)活動(dòng)或存儲(chǔ)的分割上的接觸面的曲率。在連續(xù)求解器上Print Partitions,也可獲取相同的信息。
!!再次提醒:若感覺(jué)新的分割比先前的(網(wǎng)格已被分割)更好,可點(diǎn)擊Use StoredPartitions 按鈕激活上次存儲(chǔ)的單元分割(保存一個(gè)case 文件就會(huì)存儲(chǔ)最后一次進(jìn)行的單元分割),用于當(dāng)前的計(jì)算中。
重新設(shè)置分割參數(shù)
如果想修改所設(shè)置的分割參數(shù),通過(guò)點(diǎn)Default 按鈕就會(huì)返回到Fluent 默認(rèn)的設(shè)置,Default 按鈕被點(diǎn)后就會(huì)變?yōu)镽eset 按鈕。Reset 可使你返回到最近保存的設(shè)置(象點(diǎn)Default按鈕前設(shè)置的數(shù)值),被點(diǎn)后就會(huì)變?yōu)镈efault 按鈕
4 網(wǎng)格分割方法
并行程序的網(wǎng)格分割有三個(gè)主要目標(biāo):
? 生成等數(shù)量單元的網(wǎng)格分割。
? 使分割的接觸面數(shù)最小――減小分割邊界面積。
? 使分割的鄰域數(shù)最小。
平衡分割(平衡單元數(shù))可確保每個(gè)處理器有相同的負(fù)載,分割被同時(shí)傳輸。既然分割間的傳輸是強(qiáng)烈依賴于時(shí)間的,那使分割的接觸面數(shù)最小就可以減少數(shù)據(jù)交換的時(shí)間。使分割的鄰域數(shù)最小,可減少網(wǎng)絡(luò)繁忙的機(jī)會(huì),而且在那些初始信息傳輸比較長(zhǎng)信息傳輸更耗時(shí)間的機(jī)器來(lái)說(shuō)尤為重要,特別是對(duì)依靠網(wǎng)絡(luò)連接的工作站來(lái)說(shuō)非常重要。Fluent 里的分割格式是采用兩分的原則來(lái)進(jìn)行的,但不象其他格式那樣需要分割數(shù),它對(duì)分割數(shù)沒(méi)有限制,對(duì)每個(gè)處理器都可以產(chǎn)生相同分割數(shù)(也就是分割總數(shù)是處理器數(shù)量的倍數(shù))。
兩分法
網(wǎng)格采用兩分法則進(jìn)行分割。被選用的法則被用于父域,然后利用遞歸應(yīng)用于子域。例如,將網(wǎng)格分割成四部分,求解器將整個(gè)區(qū)域(父域)對(duì)分為兩個(gè)子域,然后對(duì)每個(gè)子域進(jìn)行相同的分割,總共分割為四部分。若將網(wǎng)格分割成三部分,求解器先將父域分成兩部分――一個(gè)大概是另一個(gè)的兩倍大――然后再將較大子域兩分,這樣總共就分為三部分。網(wǎng)格可用下列的任一方法進(jìn)行分割。最有效的方法是和求解問(wèn)題有關(guān)的,所以可試用不同的方法,直至某一個(gè)適合所求解問(wèn)題。
Cartesian Axes:兩分基于笛卡兒坐標(biāo)系的單元區(qū)域它兩分父域,所有子域都垂直于活動(dòng)區(qū)域最長(zhǎng)軸方向。因此也被稱為坐標(biāo)兩分。
Cartesian Strip:采用坐標(biāo)兩分,但嚴(yán)格垂直于父域最長(zhǎng)軸方向?？捎眠@種方法使分割鄰域數(shù)最小。
Cartesian X-, Y-, Z- Coordinate:兩分基于所選笛卡兒坐標(biāo)系的區(qū)域。它兩分父域,所有子域都垂直于指定方向。
Cartesian R Axes:兩分區(qū)域,使得從單元中心到笛卡兒軸(x,y 或z)的徑向距離最短,這樣開(kāi)始接觸面積最小。此種方法限用于3D 情況。
Cartesian RX-, RY-, RZ-Coordinate:兩分區(qū)域,使得從單元中心到所選笛卡兒軸(x,y 或z)的徑向距離最短。此種方法限用于3D 情況。
Cylindrical Axes:兩分基于單元柱坐標(biāo)系的區(qū)域,此方法限用于3D 情況。
Cylindrical R-, Theta-, Z-Coordinate:兩分基于所選柱坐標(biāo)系的區(qū)域,此方法限用3D 情況。
Metis:用METIS 軟件包分割不規(guī)則圖形,這是由Army HPC 研究中心和Minnesota 大學(xué)的Karypis 和Kumar 提出的。它采用多級(jí)近似將精細(xì)圖形上的點(diǎn)和邊結(jié)合形成一副粗糙的圖形,這副粗糙圖被分割,再回復(fù)到原始圖形。在使變粗糙和恢復(fù)的過(guò)程中,此方法被用于高質(zhì)量分割。
!!值得注意的是用socket 版本(-pnet)時(shí),不能用METIS 進(jìn)行分割。在這種情況下,可用下面的分割濾波器進(jìn)行METIS 分割
Polar Axes:兩分基于單元極坐標(biāo)系的區(qū)域(見(jiàn)圖28.4.9),此方法限用于2D 情況。
Polar R-Coordinate, Polar Theta-Coordinate:兩分基于所選極坐標(biāo)系的區(qū)域(見(jiàn)圖28.4.9),此方法限用于2D 情況。
Principal Axes:兩分基于主軸坐標(biāo)系的區(qū)域若主軸是笛卡兒軸時(shí),即是Cartesian bisection。此原則也要考慮力矩、慣性矩或慣性力矩。它是Fluent 里默認(rèn)的兩分方法。
Principal Strip:采用力矩兩分,但嚴(yán)格垂直于父域最長(zhǎng)主軸方向?？捎眠@種方法使分割鄰域數(shù)最小。
Principal X-, Y-, Z-Coordinate:兩分基于所選主坐標(biāo)系的區(qū)域。
Spherical Axes:兩分基于單元球坐標(biāo)系的區(qū)域,此方法限用于3D 情況。
Spherical Rho-, Theta-, Phi-Coordinate:兩分基于球坐標(biāo)系的區(qū)域,此方法限用于3D 情況。

優(yōu)化
優(yōu)化可以提高網(wǎng)格分割的質(zhì)量。垂直于最長(zhǎng)主軸方向的兩分方法并不是生成最小接觸邊界的最好方法,“pre-testing”操作可用于在分割之前自動(dòng)選擇最好的方向。
迭代的優(yōu)化格式主要有:
光滑
通過(guò)分割間交換單元的方式使分割接觸面數(shù)最小。此格式貫穿分割邊界,如果接觸邊界面消失就傳到相鄰分割。
合并
從每個(gè)分割中消除孤串。一個(gè)孤串就是一組單元,組里的每個(gè)單元至少都有一個(gè)面是接觸邊界。孤串會(huì)降低網(wǎng)格質(zhì)量,導(dǎo)致大量傳輸損失。
一般,Smooth 和Merge 是相對(duì)比較節(jié)省資源的優(yōu)化方法。
預(yù)測(cè)試
如果選Principal Axes 或Cartesian Axes 方法,可在實(shí)際分割之前對(duì)不同兩分方向進(jìn)行預(yù)測(cè)試以提高分割性能。如果不用預(yù)測(cè)試(默認(rèn)),Fluent 會(huì)采用垂直于長(zhǎng)主軸方向的兩分法。如果選用預(yù)測(cè)試,在Partition Grid 控制面板上點(diǎn)Partition 按鈕或用自動(dòng)分割讀入網(wǎng)格時(shí)都會(huì)自動(dòng)運(yùn)行預(yù)測(cè)試。它將測(cè)試所有的坐標(biāo)方向,最后選擇使分割接觸面最少的兩分法。
使用預(yù)測(cè)試將增加分割所需的時(shí)間。相比不進(jìn)行預(yù)測(cè)試,對(duì)2D 問(wèn)題將增加3 倍時(shí)間,對(duì)3D 問(wèn)題將增加4 倍時(shí)間。
使用分割過(guò)濾器象上面提到的,在Auto Partition Grid 和Partition Grid 控制面板里可使用通過(guò)過(guò)濾器的METIS 分割方法。對(duì)未分割的網(wǎng)格使用METIS 分割方法,在菜單欄選File Import--Partition Metis...,Fluent 就會(huì)用METIS 分割網(wǎng)格,然后將分割讀入求解器。分割數(shù)要和處理器數(shù)相等,然后再進(jìn)行模型定義和求解。
!!直接通過(guò)分割過(guò)濾器引入到并行求解器里需要主機(jī)有足夠的內(nèi)存運(yùn)行。否則在單機(jī)上運(yùn)行就需要單機(jī)有足夠的內(nèi)存?？梢栽谟凶銐騼?nèi)存的機(jī)器上啟動(dòng)并行求解器,重復(fù)上面的步驟,也可以在新機(jī)器上手動(dòng)運(yùn)行過(guò)濾器,然后再將分割的網(wǎng)格讀入主機(jī)上的并行求解器。
用分割過(guò)濾器手動(dòng)分割網(wǎng)格,使用如下命令:
utility partition input-filename partition-count output-filename
其中input-filename 是要被分割網(wǎng)格的文件名,partition-count 是需要分割的數(shù)量,output-filename 是被分割網(wǎng)格的文件名。然后就可以將分割的網(wǎng)格讀入求解器(使用標(biāo)準(zhǔn)的File/Read/Case...菜單方式),再進(jìn)行模型定義和求解。
用File/Import/Partition/Metis...將一個(gè)未分割的網(wǎng)格引入并行求解器里,METIS 分割整個(gè)網(wǎng)格。也可File/Import/Partition/Metis Zone...單獨(dú)分割每個(gè)單元分區(qū)。
這種方法可用于平衡工作負(fù)載。例如,如果一個(gè)case 有一個(gè)流體分區(qū)和一個(gè)固體分區(qū),則單獨(dú)分割每個(gè)分區(qū)會(huì)使工作負(fù)載更平衡。
5 檢查分割
分割網(wǎng)格后,要查看分割信息,并從圖形上檢查分割。
解釋分割統(tǒng)計(jì)表
自動(dòng)或手動(dòng)分割完成后需要顯示報(bào)告。在并行求解器里,在Partition Grid 控制面板里點(diǎn)Print Active Partitions 或Print Stored Partitions 按鈕,在連續(xù)求解器里點(diǎn)Print Partitions按鈕。
Fluent 在并行時(shí)是區(qū)分活動(dòng)單元分割和存儲(chǔ)單元分割這兩種單元分割格式的。初始兩者都被設(shè)為讀入case 文件建立的單元分割。如果用Partition Grid 重新分割網(wǎng)格,新的分割就是指存儲(chǔ)單元分割。要是其成為活動(dòng)分割,在Partition Grid 控制面板上選Use StoredPartitions 按鈕?；顒?dòng)單元分割被用于當(dāng)前計(jì)算中,而存儲(chǔ)單元分割用于保存一個(gè)case 文件情況。這種區(qū)別可讓我們?cè)谀骋慌_(tái)機(jī)器或網(wǎng)絡(luò)上分割一個(gè)case,而在另一臺(tái)機(jī)器上求解它。
基于這兩種格式的區(qū)別,在不同的并行機(jī)上,可以用一定數(shù)量的計(jì)算節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)格劃分為任意不同個(gè)數(shù)的分割,保存case 文件,再將它加載到指定機(jī)器上。在連續(xù)求解器里選Print Partitions,就可獲得存儲(chǔ)分割的信息。由分割程序產(chǎn)生的輸出包括遞歸的劃分和迭代優(yōu)化程序的信息。它是最后分割網(wǎng)格的信息,包括分割I(lǐng)D,單元數(shù)、面數(shù)、接觸面數(shù)、每個(gè)分割上接觸面的曲率、相鄰分割數(shù),以及單元、面、接觸面、鄰域、平均單元、面曲率和球面曲率變量。球面曲率變量指的是當(dāng)前分割的各個(gè)量的最小值和最大值。例如,在下面例子中,分割0 和3 有最小的接觸面數(shù)(10),分割1 和2 有最大的接觸面數(shù)(19),因此這個(gè)變量是10-19。
開(kāi)啟負(fù)載平衡時(shí),就是要使接觸面曲率變量和球接觸面曲率的值較小。
>> Partitions:
P Cells I-Cells Cell Ratio Faces I-Faces Face Ratio Neighbors
0 134 10 0.075 217 10 0.046 1
1 137 19 0.139 222 19 0.086 2
2 134 19 0.142 218 19 0.087 2
3 137 10 0.073 223 10 0.045 1
------
Partition count = 4
Cell variation = (134 - 137)
Mean cell variation = ( -1.1% - 1.1%)
Intercell variation = (10 - 19)
Intercell ratio variation = ( 7.3% - 14.2%)
Global intercell ratio = 10.7%
Face variation = (217 - 223)
Interface variation = (10 - 19)
Interface ratio variation = ( 4.5% - 8.7%)
Global interface ratio = 3.4%
Neighbor variation = (1 - 2)
Computing connected regions; type ^C to interrupt.
Connected region count = 4
將一個(gè)case 文件讀入并行求解器里,分割I(lǐng)D 要和計(jì)算節(jié)點(diǎn)ID 相對(duì)應(yīng)。當(dāng)一個(gè)case 文件里的分割數(shù)要比計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)大時(shí),假如M 是分割數(shù)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)的比例,則計(jì)算節(jié)點(diǎn)0上的分割I(lǐng)D 為0-(M-1),計(jì)算節(jié)點(diǎn)1 上的分割I(lǐng)D 為M-(2M-1),依此類推。
在圖形上檢查分割要進(jìn)一步獲得分割信息,選擇Display Contours...,可以繪出網(wǎng)格分割的等值圖。要顯示活動(dòng)單元分割或存儲(chǔ)單元分割,選擇Contours Of 下拉列表里的Cell Info...,然后選Active Cell Partition 或Stored Cell Partition,并關(guān)閉Node Values 的顯示!!如果還沒(méi)有建立問(wèn)題,為了應(yīng)用Contours 就需要進(jìn)行求解初始化。
6 負(fù)載分布
如果用于并行計(jì)算的處理器的速度明顯不同,可在菜單欄上打開(kāi)parallel partitionset load-distribution,為分割設(shè)置一個(gè)負(fù)載分布。例如,在三個(gè)節(jié)點(diǎn)上計(jì)算,其中一個(gè)比另外兩個(gè)速度要快兩倍,那就可以為速度快的機(jī)器分配兩倍于另外兩臺(tái)機(jī)器的單元數(shù)(負(fù)載矢量為(2 1 1)),則在網(wǎng)格分割時(shí),分割0 將會(huì)分割的單元數(shù)是分割1 和2 的兩倍。對(duì)上例,因?yàn)榉指? 要分割的單元數(shù)是其他的兩倍,所以速度快的機(jī)器將被映射為節(jié)點(diǎn)0。否則,也可以使用負(fù)載平衡,讓Fluent 自動(dòng)消除計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載差異。!!如果一個(gè)網(wǎng)格含有非等形接觸面,要重新平衡計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載,就要在修改后保存case 和data 文件,然后將case 和data 文件讀入連續(xù)求解器,在Partition Grid 控制面板上選用Encapsulate Grid Interfaces 和Encapsulate for Adaption 重新分割,再次保存case 和data 文件。如何手動(dòng)將case 和data 文件讀入并行求解器,從上次停止的地方繼續(xù)計(jì)算。
7 檢測(cè)并提高并行性能
想了解并行計(jì)算的性能到底怎樣,可通過(guò)執(zhí)行觀測(cè)窗口來(lái)觀測(cè)計(jì)算時(shí)間、信息傳輸時(shí)間和并行效率。為了優(yōu)化并行機(jī),可利用Fluent 自帶的負(fù)載平衡來(lái)控制計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的信息量。
7.1 檢測(cè)并行性能
執(zhí)行觀測(cè)窗口可報(bào)告所剩計(jì)算時(shí)間,以及信息傳輸?shù)慕y(tǒng)計(jì)表。執(zhí)行觀測(cè)窗口總是被激活的,也可在計(jì)算完成后通過(guò)打印來(lái)獲取統(tǒng)計(jì)表。要觀看當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)表,在菜單欄上選菜單Parallel/Timer/Usage。執(zhí)行統(tǒng)計(jì)表也可用文本處理器打開(kāi)。在菜單欄上選菜單Parallel/Timer/Reset,清除執(zhí)行表可以在將來(lái)的報(bào)告中刪除過(guò)去的統(tǒng)計(jì)信息。
7.2 優(yōu)化并行求解器
增加報(bào)告間隔在Fluent 里,通過(guò)增加殘差printing/plotting 或其他求解追蹤報(bào)告的間隔減少信息傳輸,提高并行性能。點(diǎn)Solve Iterate...,在彈出的Iterate 控制面板里修改Reporting Interval的值即可。
!!注意要等到每個(gè)報(bào)告間隔結(jié)束才能中斷迭代。
負(fù)載平衡
Fluent 里有動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡的功能。用并行程序的主要原因是減小模擬的變化時(shí)間,理想
情況它是和計(jì)算源的總速度成比例的。例如,如果你用4 臺(tái)CPU 求解你的問(wèn)題,并且假定
CPU 之間需要很少的的數(shù)據(jù)傳輸,所有CPU 的速度都是一樣的,都用于計(jì)算這個(gè)問(wèn)題,一
般希望變化時(shí)間減少到四分之一,這當(dāng)然是理想情況,實(shí)際上是不可能的。例如,CPU 的
速度根據(jù)工作平臺(tái)的機(jī)器類型不同而變化,其他的任務(wù)用一個(gè)或幾個(gè)CPU 即將完成,在并
行求解器之間的或外源引起的網(wǎng)絡(luò)堵塞都會(huì)延遲一些CPU 之間必要的信息傳輸。
如果激活Fluent 里的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡,計(jì)算源和網(wǎng)絡(luò)源的負(fù)載會(huì)被周期性的監(jiān)控。如果
負(fù)載平衡器確定可通過(guò)再分配計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的單元來(lái)提高性能,它就會(huì)自動(dòng)將其提高。負(fù)載平
衡本身有時(shí)間延遲,所以默認(rèn)它是關(guān)閉的。如果你用一個(gè)專用同類源,或采用不同類源但在
網(wǎng)格分割過(guò)程中通過(guò)設(shè)置負(fù)載分布已考慮CPU 速度之間的差異,那就不需要用負(fù)載平衡了。
!!如果此時(shí)的接觸面是非等形的,或采用殼傳導(dǎo)模型,是不能開(kāi)啟負(fù)載平衡的。
點(diǎn)擊Parallel Load Balance...,打開(kāi)Load Balance 控制面板用以激活和
控制Fluent 的自動(dòng)負(fù)載平衡。負(fù)載平衡會(huì)自動(dòng)檢測(cè)和分析并行性能,然后通過(guò)將已存在計(jì)
算節(jié)點(diǎn)間單元的再分配來(lái)優(yōu)化并行性能。

使用負(fù)載平衡的操作步驟如下:
1. 開(kāi)啟Load Balancing 選項(xiàng)。
2. 在Partition Method 下拉菜單里選擇對(duì)分(bisection)方法(見(jiàn)28.4.4 節(jié))產(chǎn)生新的網(wǎng)格
分割。作為自動(dòng)負(fù)載平衡程序的一部分,可用特定的方法將網(wǎng)格重新細(xì)分。這樣的
分割被分配在計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間以獲得平衡的負(fù)載。
3. 設(shè)置所需的Balance Interval。如果其值為0,Fluent 會(huì)自己為其去一個(gè)最佳值,初
始是用25 次迭代的間隔。取一個(gè)非零值就可以限制其行為。然后Fluent 會(huì)在每N
步之后進(jìn)行一次負(fù)載平衡,N 就是設(shè)置的Balance Interval。要選擇一個(gè)足夠大的間
隔以平衡由于進(jìn)行負(fù)載平衡所付出的。
你可以在任何時(shí)候中斷計(jì)算,關(guān)掉(或開(kāi)啟)負(fù)載平衡,然后繼續(xù)計(jì)算