数值波浪水槽中自由液面level set方法重新初始化的并行优化的任务书.docx

数值波浪水槽中自由液面levelset方法重新初始化的并行优化的任务书
任务书
题目：数值波浪水槽中自由液面levelset方法重新初始化的并行优化
背景
在海洋工程和液体运动学领域，波浪水槽是非常重要的研究平台。波浪水槽中有两种波浪，分别为槽中产生的波浪和外部传入的波浪。这些波浪对自由液面有一定影响。因此，对自由液面进行准确的数值模拟是非常重要的。
Levelset方法是一种流行的数值方法，它被广泛应用于模拟自由液面。但是，Levelset方法存在一些限制，特别是在动态流动场中。因此，重新初始化Levelset方法是必要的。进一步优化和加速Levelset方法可以提高模拟效率。
任务描述
本项目旨在重新设计并行优化Levelset方法，以提高在数值波浪水槽中模拟自由液面的计算性能。该项目的具体任务如下：
1.在对自由液面建模时，实现重新初始化Levelset方法，提高数值稳定性。
2.优化并行计算过程，提高Levelset方法的计算效率。
3.对Levelset方法的算法进行深入研究，分析其优势和不足。
4.使用数值模拟软件计算相关的海洋工程和液体运动学问题，验证Levelset方法的可行性和准确性。
5.分析和比较Levelset方法与其他液面数值模型的计算效果和精度。
进展计划
该项目的时间跨度为12个月。主要的进展计划如下：
1.前3个月：研究Levelset方法的原理和算法，实现重新初始化方法和并行计算优化。
2.中间6个月：使用数值模拟软件计算相关的海洋工程和液体运动学问题，评估Levelset方法的效果和准确性。
3.后3个月：分析比较Levelset方法和其他液面数值模型的计算效果和精度。编写实验报告和论文。
预期成果
本项目预计产生以下成果：
1.重新初始化方法和并行计算优化程序。
2.针对Levelset方法的深入研究和评估报告。
3.基于Levelset方法的数值模拟结果。
4.相关研究成果的技术报告和论文发表。
研究组成员
本项目的研究小组将由以下人员组成:
1.项目主持人：1名
2.研究助理：2名
3.研究生：2名
4.统计学家：1名
参考文献
1.Peng,S.L.,Liu,G.R.,&Zhang,X.L.(2019).Animmersedinterfacelevelsetmethodusingalocallycorrectedsteepnessindicatorforwaterwaves.AppliedMathematicalModelling,71,45-61.
2.Li,X.,&Zha,G.C.(2018).Aneffectiveimmersedboundarylevelsetmethodformultiphasefluidsimulations.AppliedMathematicalModelling,58,427-442.
3.Wang,Y.,Duan,W.G.,Cheng,H.X.,&Liang,X.G.(2019).Ahigh-orderlevelsetmethodforincompressiblefluid–structureinteractionproblems.JournalofComputationalPhysics,387,319-337.