A waveform iteration implementation for black-box multi-rate higher-order coupling
Benjamin Rodenberg, Benjamin Uekermann
许多多物理场模拟涉及在不同时间尺度上进化的过程,对高效耦合构成挑战。 一种使用最小时间尺度同步所有过程的幼稚方法将计算资源浪费在较慢的流程上,并且通常仅实现时间线性收敛。 Waveform迭代是一种有前途的数值技术,可以实现高阶,多率耦合,同时将耦合组件视为黑匣子。 然而,将这种方法应用于基于PDE的耦合模拟是微不足道的。 在本文中,我们将波形迭代集成到黑盒耦合库preCICE中,对其API进行了最小的修改。 我们详细介绍了此扩展如何与关键的preCICE功能交互,包括非匹配网格的数据映射,强耦合问题的准牛顿加速以及并行对等通信。 然后,我们展示了波形迭代可显著减少数值错误 - 通常按数量级。 这一进步极大地增强了preCICE,使其广泛的用户社区受益。
Many multiphysics simulations involve processes evolving on disparate time scales, posing a challenge for efficient coupling. A naive approach that synchronizes all processes using the smallest time scale wastes computational resources on slower processes and typically achieves only linear convergence in time. Waveform iteration is a promising numerical technique that enables higher-order, multi-rate coupling while treating coupled components as black boxes. However, applying this approach to PD...
