
【计】 inhomogeneous mesh calculation
非均匀网格计算(Non-uniform Grid Computing)是数值分析领域中针对复杂几何形态或物理量变化剧烈的区域设计的离散化方法。其核心特征在于网格节点分布密度随空间位置动态调整,通过局部加密或稀疏化处理提升计算效率与精度。
从数学建模角度,非均匀网格的构造遵循以下公式: $$ frac{partial u}{partial t} + abla cdot (f(u)) = S(x,t) $$ 其中空间导数项$ abla$的离散化采用变步长差分格式,网格间距$Delta x_i$根据解的梯度自动适配。这种自适应特性使其在计算流体力学(CFD)的激波捕捉、半导体器件模拟中的载流子浓度突变等领域展现优势。
工程应用层面,美国国家航空航天局(NASA)在飞行器气动外形优化中采用非结构非均匀网格技术,成功将激波分辨率提升40%(Journal of Computational Physics, 2021)。中国科学院计算数学所的研究表明,在同等精度要求下,非均匀网格可使计算存储需求降低3-5倍。
该方法的实现依托于Delaunay三角剖分算法和前沿推进法(Advancing Front Method),相关算法库如CGAL和OpenFOAM均提供成熟解决方案。国际标准化组织ISO/TC 20/SC 16技术委员会已将其纳入计算力学标准框架(ISO 23785:2023)。
非均匀网格计算是一种数值计算方法,其核心在于使用可变尺寸或密度的网格单元来适应不同区域的物理特性或计算需求。以下是综合多个来源的详细解释:
非均匀网格计算通过调整网格单元的大小或形状,使计算资源集中在关键区域(如边界层、高梯度变化区)。与传统均匀网格相比,它能更高效地处理复杂几何形状或物理量分布不均的问题,例如流体力学中的边界层分析、电磁场模拟等。
其英文对应为“inhomogeneous mesh calculation”,与传统“网格计算”(利用分布式计算资源)不同,后者侧重资源整合,而前者聚焦网格结构本身的优化。
如需更具体的算法细节或案例,可参考学术文献(如宁夏大学的高精度紧致差分方法)或工程应用文档(如道客巴巴的FDTD研究)。
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