一种基于质数体系的网格标识方法与流程

1.本发明属于空间离散数值模拟计算领域，具体涉及一种采用空间网格离散时网格点特征信息的标定与识别方法。


背景技术：

2.在计算流体力学（cfd）等基于空间离散的数值模拟过程中，需要基于网格对物理空间进行离散，而不同的网格单元，常常需要采用不同的计算处理方法。因此不仅需要在数值模拟开始时申请一定量的内存资源，对网格的特征信息进行记录储存，而且需要在数值计算过程中，对网格微元特征进行判断识别。
3.例如 对于网格的某一特征a1，可申请对应存储逻辑变量a1（n），n为网格微元总数。当某一网格微元i具有a1特征， a1（i）=true；反之当网格微元不具有该特征a1（i）=flase。
4.当网格微元存在多种特征, 如果这些特征相互之间不存在包含关系和互斥关系，这里称为“一系列基特征”（类似于线性代数中线性无关的基函数）。此时不仅需要申请多个不同变量进行储存，耗费较多的内存资源，而且在识别网格微元是否具有多种特征时，需要多次判断，这会增加代码的复杂度。
5.例如 对于网格的某一系列基特征a1、a2,
……
,am，需申请对应存储逻辑变量a1（n）,a2（n），
……
, am（n）,n为网格微元总数。当某一网格微元i具有aj特征，逻辑变量aj（i）=true；反之当网格微元不具有该特征时aj（i）=flase。当判断某微元i是否具有a1、a2、a3……
,am特征时，需要判断m次，即分别判断a1（i）,a2（i），
……
, am（i）是否为真。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种基于质数体系的网格标识方法，本发明方法基于整数的质数分解和各质数因子互斥的原理，构建网格微元特征的标识体系,减小了代码判断的次数，降低了代码的复杂度。
7.本发明目的通过下述技术方案来实现：一种基于质数体系的网格标识方法，所述网格标识方法包括如下步骤：s1：申请储存空间步骤；当网格具有一系列m个基特征a1、a2,
……
,am时，申请整形数组变量a（n），n为网格微元数，赋其初值为1；s2：设定特征因子步骤，包括：s201：设定“真值”特征因子；选取m个互不相同的质数t1、t2,
……
,tm，作为“真”特征因子，分别对应基特征a1、a2,
……
,am，分别表征网格具有a1、a2,
……
,am特征；s202：设定“假值”特征因子；再选取m个互不相同的质数f1、f2,
……
,fm，且不与t1、t2,
……
,tm中任何一个相同，作为“假”特征因子，分别对应基特征a1、a2,
……
,am，分别表征网格不具有a1、a2,
……
,am特征；s3：网格微元特征标定步骤；s4：网格微元识别步骤。
8.根据一个优选的实施方式，所述步骤s3具体包括：对于每一个空间网格微元，生成其特征码：当网格微元i具有j特征时，a（i）=a（i）
×
tj；当网格微元i不具有j特征时，a（i）=a（i）
×fj
；其中，a（i）为网格微元数为i的整形数组变量；tj、fj为质数，且i≤m，j≤m。
9.根据一个优选的实施方式，步骤s4包括：s401：当需要判断网格微元是否同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征时，申请临时变量c0作为复合特征因子：c0=t
t1
×
t
t2
×……×
t
tk
；t
t1
、t
t2
、
……
、t
tk
分别为a
t1
、a
t2
、
……
、a
tk
的“真”特征因子；对于网格微元i，如果a（i）能整除c0时，该微元同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征；反之，则i微元不具备该复合特征。
10.根据一个优选的实施方式，步骤s4包括：s402：当需要判断网格微元是否具有a
c1
或a
c2
或
……
或a
cw
基特征时，转化为判断该网格是否同时不具有a
c1
、a
c2
、
……
、a
cw
的w个基特征，c0=f
c1
×fc2
×……×fcw
；这里f
c1
、f
c2
、
……
、f
cw
分别为a
c1
、a
c2
、
……
、a
cr
的“假”特征因子；对于网格微元i，如果a（i）不能整除c0时，则该微元具有a
c1
或a
c2
或
……
或a
cw
基特征；反之，则不具有该系列特征。
11.根据一个优选的实施方式，步骤s4包括：s403：当需要判断网格微元是否同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征且同时不具有a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的r个基特征时，申请临时变量c0、c1、c2作为复合特征因子：c1=t
t1
×
t
t2
×……×
t
tk
c2=f
f1
×ff2
×……×ffr
；c0=c1
×
c2；其中，t
t1
、t
t2
、
……
、t
tk
分别为a
t1
、a
t2
、
……
、a
tk
的“真”特征因子；f
t1
、f
t2
、
……
、f
tr
分别为a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的“假”特征因子；对于网格微元i，如果a（i）能整除c0时，该微元同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征且同时不具有a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的r个基特征；反之，则i微元不具备该复合特征。
12.根据一个优选的实施方式，步骤s4包括：s404：当需要判断网格微元是否同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征或同时不具有a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的r个基特征时，申请临时变量c1、c2作为复合特征因子：c1=t
t1
×
t
t2
×……×
t
tk
c2=f
f1
×ff2
×……×ffr
；其中，t
t1
、t
t2
、
……
、t
tk
分别为a
t1
、a
t2
、
……
、a
tk
的“真”特征因子；f
t1
、f
t2
、
……
、f
tr
分别为a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的“假”特征因子；对于网格微元i，如果a（i）能整除c1时，该微元同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征；如果a（i）能整除c2时，该微元同时不具有af1、af2、
……
、afr的r个基特征。任意满足其一，则网格微元i满足该复合特征；反之则不满足。
13.前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
14.本发明的有益效果：本发明方法基于整数的质数分解和各质数因子互斥的原理，构建网格微元特征的标识体系。当网格具有一系列基特征时，只需要申请一个整形变量的存储空间，大幅地减小计算内存资源的开销；同时当需要识别某一网格微元是否具有多个特征时，可形成复合判别因子，减小了代码判断的次数。
具体实施方式
15.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
16.需要说明的是，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
17.实施例1：本发明公开了一种基于质数体系的网格标识方法，具体实现方法如下：步骤1. 申请储存空间。
18.当网格具有某一系列m个基特征a1、a2,
……
,am时，申请整形数组变量a（n），n为网格微元数，赋其初值为1。
19.步骤2.设定特征因子。
20.(1)设定“真值”特征因子。选取m个不同的质数t1、t2,
……
,tm，作为“真”特征因子，分别对应基特征a1、a2,
……
,am，分别表征网格具有a1、a2,
……
,am特征；(2)设定“假值”特征因子。再选取m个不同的质数f1、f2,
……
,fm（不能与t1、t2,
……
,tm中任何一个相同），作为“假”特征因子，分别对应基特征a1、a2,
……
,am，分别表征网格不具有a1、a2,
……
,am特征。
21.步骤3.网格微元特征标定。
22.对于每一个空间网格微元，生成其特征码：当网格微元i具有j特征时，a（i）=a（i）
×
tj；当网格微元i不具有j特征时，a（i）=a（i）
×fj
；其中，a（i）为网格微元数为i的整形数组变量；tj、fj 为质数，且i≤m，j≤m。
23.其伪代码如下：do i=1,n
ꢀꢀꢀ
do j=1,m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
if(网格微元i具有j特征)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
a（i）=a（i）
×
tjelse
分别为a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的“假”特征因子。
28.对于网格微元i，如果a（i）能整除c0时，该微元同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征且同时不具有a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的r个基特征；反之，则i微元不具备该复合特征。
29.伪代码为：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
do i=1，n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
if（a（i）� ==0）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
i微元具备该特征；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
else
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
i微元不具备该特征；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
endif
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
enddo(4)当需要判断网格微元是否同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征或同时不具有a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的r个基特征时，可申请临时变量c1、c2作为复合特征因子：c1=t
t1
×
t
t2
×……×
t
tk
c2=f
f1
×ff2
×……×ffr
；这里t
t1
、t
t2
、
……
、t
tk 分别为a
t1
、a
t2
、
……
、a
tk
的“真”特征因子；f
t1
、f
t2
、
……
、f
tr 分别为a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的“假”特征因子。
30.对于网格微元i，如果a（i）能整除c1时，该微元同时具有a
t1
、a
t2
,
……
,a
tk
的k个基特征；如果a（i）能整除c2时，该微元同时不具有a
f1
、a
f2
、
……
、a
fr
的r个基特征。任意满足其一，则网格微元i满足该复合特征；反之则不满足。
31.伪代码为：do i=1，n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
if（a（i）�
×
a（i）�==0）
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
i微元具备该特征；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
else
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
i微元不具备该特征；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
endif
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
enddo其它情形可通过（1）（2）（3）（4）类似拓展，得到其判别方法。
32.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。