JPH08263470A - Numerical fluid analytic method using two kinds of time integration methods - Google Patents

Numerical fluid analytic method using two kinds of time integration methods

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JPH08263470A
JPH08263470A JP9173095A JP9173095A JPH08263470A JP H08263470 A JPH08263470 A JP H08263470A JP 9173095 A JP9173095 A JP 9173095A JP 9173095 A JP9173095 A JP 9173095A JP H08263470 A JPH08263470 A JP H08263470A
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Abstract

PURPOSE: To stably and efficiently advance analysis employing a finite difference method of differential equation controlling a flow. CONSTITUTION: When analyzing the different equation controlling the flow using a finite difference method, a processor PE(0) of an analysis calculation part 2 finds the physical quantity of the next step using an implicit solution method which divides the entire analysis region by a time segmenting value Δt. In parallel with this processing, other processors PE(1) to PE(L) find the physical quantities of the next step using an explicit solution method with a time segmenting value Δt/m for partial regions with violent change of flow change. For the partial regions to which the explicit solution method is applied the value found by the implicit solution method and the value found by the explicit solution method are averaged with weight.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は流れを支配する微分方程
式を有限差分法で解析する数値流体解析方法に関し、特
に陰解法と陽解法との2種類の時間積分法を用いて安定
かつ効率的に解析を進める数値流体解析方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a numerical fluid analysis method for analyzing a differential equation governing a flow by a finite difference method, and particularly stably and efficiently using two types of time integration methods, an implicit method and an explicit method. The present invention relates to a computational fluid dynamics analysis method.

【0002】[0002]

【従来の技術】数値流体解析の分野では、有限差分法を
用いて解析を行うことが多い。即ち、解析空間に格子を
張り、この格子に関して流れを支配する基礎方程式を差
分化して解析を行う。特に時間積分については陽解法と
陰解法とがあり、陽解法の場合、格子幅が小さいと時間
刻み幅も小さく取らなければならない。即ち時間刻みに
最大値が存在する(『差分法』,高橋亮一,棚町芳弘
共著 培風館)。他方、陰解法の場合は、刻み値に関す
る最大値はなく、刻み値は大きく取れるが、変化の激し
い流れがある解析の場合、解が発散する可能性がある
(『非圧縮粘性流体のいくつかの差分解析法』,竹光信
正,日本機械学会論文集(B偏),52巻478号,論
文NO.85−0291A,昭和61年6月)。従来の
数値流体解析方法では、このような陰解法,陽解法の何
れか一方を使用して解析を行っている。
2. Description of the Related Art In the field of numerical fluid analysis, the finite difference method is often used for analysis. That is, a grid is set up in the analysis space, and the basic equation that governs the flow is differentiated with respect to this grid for analysis. In particular, there are an explicit method and an implicit method for time integration. In the case of the explicit method, if the grid width is small, the time step width must be small. That is, there is a maximum value in every time step ("Difference method", Ryoichi Takahashi, Yoshihiro Tanamachi)
Co-authored Baifukan). On the other hand, in the case of the implicit method, there is no maximum value for the step value, and the step value can be made large, but in the case of an analysis with a rapidly changing flow, the solution may diverge (see "Some of incompressible viscous fluids"). Difference analysis method ”, Nobumasa Takemitsu, Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineers (B), Vol. 52, No. 478, No. 85-0291A, June 1986). In the conventional computational fluid analysis method, the analysis is performed using either the implicit method or the explicit method.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、流れ
を支配する基礎方程式の時間積分について、陽解法を使
うと時間刻み値に制限(最大値が存在する)が付き、陰
解法を使って時間刻み値を大きく取ると複雑な流れを解
析する際に解が発散する可能性があり、どちらについて
も効率的に、安定して解析を進めることが難しいという
問題点があった。
As described above, with respect to the time integral of the basic equation governing the flow, if the explicit method is used, the time step value is limited (the maximum value exists), and the implicit method is used. If the step value is set to a large value, the solution may diverge when a complicated flow is analyzed, and there is a problem in that it is difficult to proceed efficiently and stably in both cases.

【0004】本発明は、このような従来の問題点を解決
したもので、その目的は、流れを支配する微分方程式の
有限差分法による解析を、安定して効率的に進めること
ができるようにすることにある。
The present invention solves such a conventional problem, and an object thereof is to enable the analysis of the differential equation governing the flow by the finite difference method to proceed stably and efficiently. To do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】流体を支配する基礎方程
式の時間積分法には、上述の如く陰解法と陽解法とがあ
る。本発明ではその何れか一方を使用するのではなく、
解析領域全体を陰解法により解析すると共に、流れの変
化の激しい部分では陽解法でも解析して陰解法の結果と
平均化することを基本とする。このため本発明では、n
ステップ(n=0,1,…)における物理量(速度等)
が分かっているとき、まず解析領域全体において陰解法
により(n+1)ステップの物理量を求める。このとき
の時間刻み値Δtは、陽解法で解くときに比べ解析方法
から起因する制限条件がないので比較的大きく取れる。
この時間刻み値Δtは入力で与える。そして、このよう
な全領域における陰解法による時間積分の計算と並行し
て、流れの変化が激しいと予想される部分としてユーザ
が入力において指定した部分領域については、陽解法で
も解析する。この陽解法による計算では、部分領域のn
ステップの物理量を初期値とし、時間刻み値Δt’を、 Δt’=Δt/m が陽解法に起因する制限を超えないようにmを取り、こ
の時間刻み値Δt’を用いて陽解法による計算をm回繰
り返し、m回目の値を当該部分領域の(n+1)ステッ
プの物理量とする。そして、陽解法を適用した部分領域
については陰解法で求めた値と陽解法で求めた値とを重
み付けして平均化する。この平均化のための重み付け値
は入力で与える。以上の全領域における陰解法による計
算と、入力で指定された部分領域での陽解法による計算
は、並列計算機のプロセッサで並列に行われる。
As described above, there are the implicit method and the explicit method as the time integration method of the basic equation governing the fluid. The present invention does not use either one of them,
Basically, the whole analysis area is analyzed by the implicit method, and in the part where the flow changes drastically, the explicit method is also analyzed and averaged with the result of the implicit method. Therefore, in the present invention, n
Physical quantity (speed, etc.) at step (n = 0, 1, ...)
When k is known, the physical quantity of (n + 1) steps is first obtained by the implicit method in the entire analysis area. The time step value Δt at this time can be taken relatively large as compared with the case of solving by the explicit method, since there are no limiting conditions caused by the analysis method.
This time step value Δt is given as an input. Then, in parallel with the calculation of the time integration by the implicit method in the whole area, the partial area designated by the user as an input where the flow is expected to change drastically is also analyzed by the explicit method. In this explicit calculation, n
Using the physical quantity of the step as an initial value, the time step value Δt ′ is set to m so that Δt ′ = Δt / m does not exceed the limit caused by the explicit method, and the time step value Δt ′ is used to calculate m by the explicit method. Repeated times, the value of the mth time is set as the physical quantity of the (n + 1) step of the partial area. Then, for the partial region to which the explicit method is applied, the value obtained by the implicit method and the value obtained by the explicit method are weighted and averaged. The weighting value for this averaging is given at the input. The calculation by the implicit method in all the above areas and the calculation by the explicit method in the partial area specified by the input are performed in parallel by the processors of the parallel computer.

【0006】[0006]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0007】図1を参照すると、本発明を適用した数値
流体解析システムの一例は、解析条件入力部1と解析計
算部2と解析結果表示部3と表示装置4と入力装置5と
から構成されている。ここで、解析条件入力部1は格子
生成手段11と解析条件設定手段12とを有し、解析計
算部2は並列計算機を構成するL+1台のプロセッサP
E(0)〜PE(L)とローカルメモリLM(0)〜L
M(L)とを有している。なお、A,Bはファイルであ
る。
Referring to FIG. 1, an example of a numerical fluid analysis system to which the present invention is applied comprises an analysis condition input section 1, an analysis calculation section 2, an analysis result display section 3, a display device 4 and an input device 5. ing. Here, the analysis condition input unit 1 includes a grid generation unit 11 and an analysis condition setting unit 12, and the analysis calculation unit 2 includes L + 1 processors P that form a parallel computer.
E (0) to PE (L) and local memory LM (0) to L
And M (L). A and B are files.

【0008】解析条件入力部1は、入力装置5を通じて
ユーザから入力されるデータに従って格子点の生成と解
析条件の設定とを行う部分であり、格子生成手段11に
よって、解析領域内にx,y,z方向の座標軸を定め、
その座標軸を用いて計算点(これを格子点と呼ぶ)の座
標を求め、その結果をファイルAに出力する。また、解
析条件設定手段12によって、解析をするために必要な
境界条件,初期条件,種々のパラメータなどのデータを
ファイルAに出力する。
The analysis condition input unit 1 is a unit for generating grid points and setting analysis conditions according to data input by the user through the input device 5, and the grid generation means 11 sets x, y in the analysis region. , Z coordinate axes are defined,
The coordinate of the calculation point (this is called a grid point) is obtained using the coordinate axis, and the result is output to the file A. The analysis condition setting means 12 also outputs data such as boundary conditions, initial conditions and various parameters necessary for analysis to the file A.

【0009】解析計算部2は、流れを支配する基礎方程
式を差分化して時間積分を行い、指定した時刻での速度
や圧力,温度などの物理量を求める部分である。時間積
分には陽解法と陰解法との2つを用いる。初めに並列計
算機を構成する1つのプロセッサPE(0)を用いて、
解析領域の全領域について、新しい時刻tnew での物理
量を陰解法で求め、ここで計算された結果はプロセッサ
PE(0)に付随するローカルメモリLM(0)に出力
される。これと並行してユーザが指定した解析領域のI
番目の部分領域に、並列計算機の J=MOD(L,I)(L+1=プロセッサの数) の番号のプロセッサPE(J)を割り当て、部分領域毎
に陽解法を用いて時刻tnew での物理量を求める。ここ
で計算された結果は各プロセッサPE(1)〜PE
(L)に付随するローカルメモリLM(1)〜LM
(L)に出力される。そして、全てのプロセッサの計算
が終了した時点で、ローカルメモリLM(0)にある陰
解法で求めた値と、ローカルメモリLM(1)〜LM
(L)にある陽解法で求めた値との、重みを付けた平均
をとる。それが最終的な時刻tnew での物理量として、
全領域および部分領域毎にローカルメモリLM(0)〜
LM(L)に再格納する。また、計算結果が、入力デー
タで出力指定時刻になっているとき、ローカルメモリL
M(0)の物理量をファイルBに出力する。
The analysis / calculation unit 2 is a unit for calculating a physical quantity such as velocity, pressure, temperature, etc. at a designated time by differentiating the basic equation governing the flow and performing time integration. Two methods, an explicit method and an implicit method, are used for the time integration. First, using one processor PE (0) that constitutes a parallel computer,
For all areas of the analysis area, the physical quantity at the new time tnew is obtained by the implicit method, and the result calculated here is output to the local memory LM (0) attached to the processor PE (0). In parallel with this, I of the analysis area specified by the user
A processor PE (J) having a number of J = MOD (L, I) (L + 1 = number of processors) of a parallel computer is assigned to the th partial area, and a physical quantity at time tnew is obtained by using the explicit method for each partial area. . The results calculated here are the processors PE (1) to PE
Local memories LM (1) to LM associated with (L)
It is output to (L). Then, when the calculation of all the processors is completed, the value obtained by the implicit method in the local memory LM (0) and the local memories LM (1) to LM
The weighted average is taken with the value obtained by the explicit method in (L). That is the physical quantity at the final time tnew,
Local memory LM (0) to all areas and partial areas
It is stored again in LM (L). In addition, when the calculation result is the input data at the output specified time, the local memory L
The physical quantity of M (0) is output to the file B.

【0010】解析結果表示部3は、解析計算部2で計算
されたファイルBにある物理量のデータを読み込んで、
グラフや表の形式で表示装置4に表示する部分である。
The analysis result display unit 3 reads the physical quantity data in the file B calculated by the analysis calculation unit 2,
This is a portion displayed on the display device 4 in the form of a graph or a table.

【0011】図2は図1の実施例の処理の流れを示すフ
ローチャートであり、以下、各図を参照して本実施例の
動作を説明する。
FIG. 2 is a flow chart showing the flow of processing of the embodiment shown in FIG. 1. The operation of this embodiment will be described below with reference to the drawings.

【0012】先ず、ユーザは、入力装置5から解析条件
入力部1の格子生成手段11を起動して必要なデータを
与え、解析領域上にx,y,z軸を定めて且つ解析領域
に網目状の格子を張る。この各格子点が計算点になり、
格子生成手段11は、各格子点の座標値をファイルAに
出力する。次にユーザは、入力装置5から解析条件入力
部1の解析条件設定手段12を起動して計算を行うのに
必要な入力データを与え、解析条件設定手段12を通じ
てファイルAに出力する。
First, the user activates the grid generating means 11 of the analysis condition input section 1 from the input device 5 to give necessary data, and sets x, y, and z axes on the analysis area, and meshes on the analysis area. Form a grid. Each grid point becomes a calculation point,
The grid generating means 11 outputs the coordinate value of each grid point to the file A. Next, the user activates the analysis condition setting means 12 of the analysis condition input unit 1 from the input device 5 to give input data necessary for performing the calculation, and outputs it to the file A through the analysis condition setting means 12.

【0013】図3はファイルAの内容例を示す。同図に
おいて、1の部分は解析方法を指定する部分で、1−1
で、解析開始時刻,解析終了時刻,陰解法のための時間
刻み値(Δt)を、1−2で、格子データを、1−3で
障害物データを、1−4で、陽解法を適用すべき部分領
域を、1−5で、陰解法の結果と陽解法の結果との平均
値をとる際の重み(α)をそれぞれ指定している。な
お、この例では、陽解法を適用すべき部分領域は2つで
ある。即ち、X=1,Y=3,Z=1となる格子点「1
31」とX=2,Y=4,Z=2となる格子点「24
2」とを対向頂点とする直方体の領域と、同じく格子点
「211」と格子点「342」とを対向頂点とする直方
体の領域とを部分領域としている。また、2の部分は物
性値データを指定する部分で、2−1で密度を、2−2
で粘性を、2−3で比熱を、2−4で熱伝導率をそれぞ
れ指定している。更に、3および4の部分は境界条件お
よび初期条件を指定する部分で、例えば速度の境界条件
および初期条件が指定されている。また、5の部分は表
示に関する指定データであり、この例では、時刻0.0か
ら時刻0.4迄、0.1の間隔で速度を表示すべき旨を指定
している。なお、1−2の格子データの部分が格子生成
手段11で生成された部分で、残りの部分は解析条件設
定手段12で設定された部分である。
FIG. 3 shows an example of the contents of file A. In the figure, 1 is a part for designating an analysis method, and 1-1
Then, the analysis start time, the analysis end time, and the time step value (Δt) for the implicit method are applied in 1-2, the grid data is applied in 1-3, the obstacle data is applied in 1-4, and the explicit method is applied. The weights (α) for taking the average value of the result of the implicit method and the result of the explicit method are designated in 1-5 for the power subregions. In this example, there are two partial areas to which the explicit method should be applied. That is, the grid point "1" where X = 1, Y = 3, Z = 1
31 ”and the grid point“ 24 ”where X = 2, Y = 4, Z = 2
A rectangular parallelepiped region having "2" as an apexes and a rectangular parallelepiped region having lattice points "211" and a lattice point "342" as opposite apexes are partial regions. The part 2 designates the physical property data, and the density is specified in 2-1 and 2-2.
Specifies the viscosity, 2-3 specifies the specific heat, and 2-4 specifies the thermal conductivity. Further, portions 3 and 4 are portions for designating boundary conditions and initial conditions, for example, velocity boundary conditions and initial conditions are designated. Further, the portion 5 is designation data relating to display, and in this example, it is designated that the speed should be displayed at intervals of 0.1 from time 0.0 to time 0.4. The grid data portion 1-2 is a portion generated by the lattice generating means 11, and the remaining portion is a portion set by the analysis condition setting means 12.

【0014】以上のようなファイルAが用意されると、
解析計算部2が動作を始め、以下に示す処理を実行す
る。
When the file A as described above is prepared,
The analysis calculation unit 2 starts operation and executes the following processing.

【0015】S1;プロセッサPE(0)で、解析条件
入力部1でファイルA内に作成された格子点の座標デー
タ,流体の物性値や物理量(速度,圧力,温度)の初期
条件や境界条件,陰解法のための時間刻み値Δtなどの
データを読み込み、ローカルメモリLM(0)に格納す
る。また、I番目の部分領域に関する入力条件について
は、J=MOD(L,I)の番号のプロセッサPE
(J)のローカルメモリLM(J)にそれぞれ転送され
る。
S1: In the processor PE (0), the coordinate data of the grid points created in the file A by the analysis condition input unit 1, the initial conditions and boundary conditions of the physical properties of the fluid and physical quantities (velocity, pressure, temperature). , Data such as the time step value Δt for the implicit method is read and stored in the local memory LM (0). Regarding the input condition for the I-th partial area, the processor PE with the number J = MOD (L, I) is used.
(J) is transferred to the local memory LM (J).

【0016】S2;差分法で時間積分するのに必要な係
数を全領域および部分領域毎に求める。全領域に関する
係数はプロセッサPE(0)で計算し、ローカルメモリ
LM(0)に格納する。また、I番目の部分領域に関す
る係数は、J=MOD(L,I)の番号のプロセッサP
E(J)で計算し、ローカルメモリLM(J)に格納す
る。
S2: The coefficient required for time integration by the difference method is obtained for each of the whole area and the partial area. The coefficients for all areas are calculated by the processor PE (0) and stored in the local memory LM (0). The coefficient for the I-th partial area is the processor P with the number J = MOD (L, I).
It is calculated by E (J) and stored in the local memory LM (J).

【0017】S3;プロセッサPE(0)において、S
1で読み込んだ物理量の初期値およびS2で求めた係数
から、全領域における1ステップ目の物理量、即ち速度
(解析時刻t=Δtの速度)を陰解法で求める。
S3: In the processor PE (0), S
From the initial value of the physical quantity read in 1 and the coefficient obtained in S2, the physical quantity of the first step in the entire area, that is, the speed (speed at analysis time t = Δt) is obtained by the implicit method.

【0018】S4;S3と並行して各プロセッサPE
(J)(J=1,L)では、部分領域毎に、陽解法に起
因する時間刻みの最大値を求める。これをdt(I)
(Iは領域の番号)とする。
S4: Each processor PE in parallel with S3
In (J) (J = 1, L), the maximum value of the time step due to the explicit method is obtained for each partial region. This is dt (I)
(I is the area number).

【0019】S5;更に、各プロセッサPE(J)(J
=1,L)では、部分領域毎にS1で格納した物理量の
初期値とS2で求めた陽解法の係数とを用いて、 m(I)=[0.5+Δt/dt(I)] ([ ]はガウス記号) 回だけ陽解法で時間積分を行い、1ステップ(解析時刻
t=Δt)における速度を求める。ここでIは部分領域
の番号である。
S5: Further, each processor PE (J) (J
= 1, L), m (I) = [0.5 + Δt / dt (I)] ([]] using the initial value of the physical quantity stored in S1 for each partial area and the coefficient of the explicit method obtained in S2. Is a Gaussian symbol), and time integration is performed by the explicit method only once to obtain the velocity at one step (analysis time t = Δt). Here, I is the number of the partial area.

【0020】S6;全ての部分領域での陽解法の計算が
終わったならば、ローカルメモリLM(J)(J=1〜
L)にある速度の値をローカルメモリLM(0)に格納
する。このとき次のように格納する。 U1(I,J,K)=(I,J,K)がある部分領域の
座標ならば、その領域で新しく求めた速度。 (I,J,K)がどの部分領域にも属さないならば、
0。なお、(I,J,K)は全領域の座標値を動く。
S6: When the calculation of the explicit method in all the partial areas is completed, the local memory LM (J) (J = 1 to 1)
The value of the velocity in L) is stored in the local memory LM (0). At this time, it is stored as follows. U1 (I, J, K) = (I, J, K) is the coordinate of a certain partial area, the speed newly obtained in that area. If (I, J, K) does not belong to any subregion,
0. In addition, (I, J, K) moves the coordinate value of the entire area.

【0021】S7;プロセッサPE(0)で、陰解法で
求めた全領域の速度をUとすると、最終的な1ステップ
(解析時刻t=Δt)での速度を、 U(I,J,K)=α×U(I,J,K)+(1−α)
×U1(I,J,K) なお、(I,J,K)は全領域の座標を動く。で求め
る。ここでαは、入力で指定された重み付けのパラメー
タである。
S7: When the processor PE (0) uses the velocity of the entire region obtained by the implicit method as U, the velocity at the final step (analysis time t = Δt) is U (I, J, K). ) = Α × U (I, J, K) + (1-α)
× U1 (I, J, K) (I, J, K) moves in the coordinates of the entire area. Ask in. Here, α is a weighting parameter specified by the input.

【0022】S8;新しく求めた全領域の速度Uはロー
カルメモリLM(0)に格納される。また、I番目の部
分領域での速度は、ローカルメモリLM(J)(J=M
OD(L,I))にも転送され格納される。
S8: The newly obtained speed U of all areas is stored in the local memory LM (0). Further, the speed in the I-th partial area is the local memory LM (J) (J = M
It is also transferred to and stored in OD (L, I).

【0023】S9;今回の解析時刻が入力データで指定
されたグラフ出力指定時刻ならば、ローカルメモリLM
(0)にある速度の値をファイルBに出力する。
S9: If the analysis time this time is the graph output time specified by the input data, the local memory LM
The speed value at (0) is output to file B.

【0024】S10;S3に戻り、速度の初期値を次の
ステップ(1ステップ)の速度に変えて、新しいステッ
プ(2ステップ)の速度の計算を同様に行う。即ち、S
3〜S9の処理を反復して、n−1ステップの速度から
nステップの速度を順次に求める(解析時刻t=n×Δ
t,n=2,3,…)。
S10: Returning to S3, the initial value of the speed is changed to the speed of the next step (1 step), and the speed of the new step (2 steps) is calculated in the same manner. That is, S
The processing of 3 to S9 is repeated to sequentially obtain the speed of n steps from the speed of n-1 steps (analysis time t = n × Δ).
t, n = 2, 3, ...).

【0025】S11;解析時刻が入力データで指定され
た解析終了時刻に達したならば、解析結果表示部3に制
御を移す。
S11: When the analysis time reaches the analysis end time specified by the input data, the control is transferred to the analysis result display section 3.

【0026】解析結果表示部3では、ファイルBに出力
された物理量(速度)のデータに基づいてグラフや表を
作成して表示装置4に表示する。例えば、入力データで
指定した時刻での流線,流跡線,流脈線を計算し、流線
図,流跡線図,流脈線図を表示する。
The analysis result display section 3 creates a graph or table based on the physical quantity (speed) data output to the file B and displays it on the display device 4. For example, the stream line, the trajectory line, and the stream line at the time specified by the input data are calculated, and the stream line diagram, the stream line diagram, and the stream line diagram are displayed.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、解析領域
全体を陰解法により解析すると共に、予め指定された流
れの変化が激しい部分領域については陽解法でも解析し
て陰解法の結果と平均化するので、陰解法単独で計算す
る場合に比べて解が発散しにくくなり、流れを安定に解
析することができる。
As described above, according to the present invention, the entire analysis area is analyzed by the implicit method, and the partial area in which the change in the flow designated in advance is drastically analyzed by the explicit method and the result of the implicit method is averaged. As a result, the solution is less likely to diverge as compared to the case where the implicit method alone is used, and the flow can be stably analyzed.

【0028】また、陰解法では時間刻み値を大きくとる
ことができること、陽解法は一部の領域だけに適用して
いること、陰解法と陽解法とを並列処理していること、
更に陽解法の計算も部分領域毎に並列処理していること
から、効率的な解析が可能である。
Further, the implicit method can take a large time step value, the explicit method is applied only to a part of the area, and the implicit method and the explicit method are processed in parallel.
Furthermore, since the explicit calculation is also processed in parallel for each sub-region, efficient analysis is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用した数値流体解析システムの一例
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a numerical fluid analysis system to which the present invention is applied.

【図2】解析計算部の処理例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing example of an analysis calculation unit.

【図3】入力データの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of input data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…解析条件入力部 11…格子生成手段 12…解析条件設定手段 2…解析計算部 PE(0)〜PE(L)…プロセッサ LM(0)〜LM(L)…ローカルメモリ 3…解析結果表示部 4…表示装置 5…入力装置 A,B…ファイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Analysis condition input part 11 ... Lattice generation means 12 ... Analysis condition setting means 2 ... Analysis calculation part PE (0) -PE (L) ... Processor LM (0) -LM (L) ... Local memory 3 ... Analysis result display Part 4 ... Display device 5 ... Input device A, B ... File

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流れを支配する微分方程式を有限差分法
で解析する数値流体解析方法において、 解析領域全体を時間刻み値Δtで陰解法により次ステッ
プの物理量を求めると共に、それと並行して予め指定さ
れた部分領域についてのみ時間刻み値Δt/mで陽解法
により次ステップの物理量を求め、陽解法を適用した部
分領域については陰解法で求めた値と陽解法で求めた値
とを重みを付けて平均化することを特徴とする2種類の
時間積分法を用いた数値流体解析方法。
1. In a computational fluid dynamics analysis method for analyzing a differential equation governing a flow by a finite difference method, a physical quantity of the next step is obtained by an implicit method over the entire analysis region with a time step value Δt, and is specified in parallel with it. The physical quantity of the next step is calculated by the explicit method with the time step value Δt / m only for the selected partial area, and for the partial area to which the explicit method is applied, the value obtained by the implicit method and the value obtained by the explicit method are weighted and averaged. A numerical fluid analysis method using two kinds of time integration methods characterized by:
【請求項2】 陽解法を適用すべき部分領域が複数ある
場合に、個々の部分領域についての陽解法による計算を
それぞれ別のプロセッサを使用して並列に行うことを特
徴とする請求項1記載の2種類の時間積分法を用いた数
値流体解析方法。
2. The method according to claim 1, wherein when there are a plurality of partial regions to which the explicit method is applied, the calculation by the explicit method for each partial region is performed in parallel by using different processors. Computational fluid dynamics using various kinds of time integration methods.
【請求項3】 計算した結果をグラフや表の形式で出力
することを特徴とする請求項2記載の2種類の時間積分
法を用いた数値流体解析方法。
3. The numerical fluid analysis method using two types of time integration methods according to claim 2, wherein the calculated result is output in the form of a graph or a table.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04365171A (en) * 1991-06-12 1992-12-17 Nec Corp Parallel numerical arithmetic system
JPH05334337A (en) * 1992-06-04 1993-12-17 Hitachi Ltd System and device for parallel processing of ordinary differential equation
JPH07244655A (en) * 1994-03-04 1995-09-19 Babcock Hitachi Kk Block diagram analysis system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04365171A (en) * 1991-06-12 1992-12-17 Nec Corp Parallel numerical arithmetic system
JPH05334337A (en) * 1992-06-04 1993-12-17 Hitachi Ltd System and device for parallel processing of ordinary differential equation
JPH07244655A (en) * 1994-03-04 1995-09-19 Babcock Hitachi Kk Block diagram analysis system

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