多物理场模拟涉及耦合多个“物理场”，通常具有不同的空间和/或时间尺度。此外，单物理场代码通常由不同的团队编写。最常用的耦合技术是一阶算子分裂，但其准确性和稳定性较差。我如何确定哪些算法对感兴趣的问题有效，我应该如何构建我的软件以使这些算法可用？
多物理场仿真的算法和实现的最佳实践是什么？
计算科学
pde
多物理场
隐式方法
软件
2021-12-10 23:21:58
2个回答
我强烈提倡完全耦合的程序集，因为这可以很容易地重现运算符拆分版本。具体来说，计算不同物理场的残差和雅可比行列式的例程可以分开，但框架应该能够将它们结合起来，形成整个系统的统一残差。这就是 PETSc 的工作原理。
然后，运算符拆分解决方案可以用作完全耦合系统的预处理器，或者本身作为求解器，所有这些都来自命令行。此外，可以保留一些耦合，而可以忽略其他耦合。PETSc 通过 PC FieldSplit 界面处理这个问题。这允许复制混合方案，例如用于流体动力学的半隐式 ICE。
由于这是一个非常活跃的研究领域，我不愿尝试回答这个问题，但我有一些不尝试的经验。
不要：
- 取旧应用程序代码 A 和旧应用程序 B，然后尝试将它们耦合在一起
- 使用过时（暗示事后无法使用）代码，而不是构建新应用程序
- 需要一个庞大的框架（> 10 个必需的依赖项）来让新用户开始贡献
- 假设数据布局（网格、矩阵、向量等）很容易自己编写
做：
- 使用标准编程实践，并希望使用良好的设计模式
- 阅读有关算子拆分的文献以了解准确性和稳定性的局限性
其它你可能感兴趣的问题