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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于MPI任务并行的三维拉格朗日水滴撞击特性数值模拟方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120893227B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511403225.6，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种基于MPI任务并行的三维拉格朗日水滴撞击特性数值模拟方法是由朱春玲;谢文龙设计研发完成，并于2025-09-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于MPI任务并行的三维拉格朗日水滴撞击特性数值模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于MPI任务并行的三维拉格朗日水滴撞击特性数值模拟方法，包括：搭建基于KD‑tree的点云匹配模块，实现三维流场信息的快速配对；基于MPI初始化计算环境；基于龙格库塔法迭代求解计算水滴运动轨迹；根据蒙特卡洛方法计算物体表面水收集系数。本发明能够大幅度提升三维拉格朗日水滴撞击特性求解的计算速度的同时，保证计算结果的正确性与计算精度。

本发明授权一种基于MPI任务并行的三维拉格朗日水滴撞击特性数值模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种基于MPI任务并行的三维拉格朗日水滴撞击特性数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤A，基于MPI初始化点计算环境，每个核心读取一套cgns网格信息和一套tecplot软件生成的前端流场的.dat文件； 步骤B，调用C++nanoflann库搭建基于KD-tree的点云匹配模块，将读入的网格坐标点与输入的前端流场信息一一匹配，再将流场信息赋予读入的网格节点上，对三维流场信息进行快速匹配； 步骤C，初始化空间粒子信息，基于龙格库塔法迭代求解计算水滴运动轨迹，得到每个粒子在不同时刻下的坐标，根据定向查找方法找到每个时刻下的粒子的宿主单元，根据交叉判别法判断粒子是否穿越当前网格以及是否撞击壁面，根据判断结果更新粒子的宿主单元或者求解下一时刻水滴位置，直至所有粒子撞击壁面；利用MPI_Allreduce函数归总所有物面单元所收集到的粒子数量； 步骤D，根据蒙特卡洛方法计算物体表面水收集系数； 步骤B中，对三维流场信息进行快速匹配的过程包括以下步骤： 针对二维数据集，采用二叉树构建方法，先按照第一维特征进行划分，划分完成后第一维数据比根节点第一位数据大的节点被划分到根节点的右子树上，比根节点小的节点被划分到左子树上；再继续进行递归，在左右子树上分别按照第二维数据进行划分，构建得到KD-Tree； 通过二分搜索-回溯的方式来搜索最邻近的点；具体地，使用二分搜索的方式从根节点开始向下搜索，直到找到叶子节点，期间将访问过的节点都加入到栈中，同时记录最短距离；找到叶子节点后开始回溯，依次从栈中弹出之前访问过的节点，判断以待查询点为球心，当前最短距离为半径的超球面与分割面是否有相交，如果相交则进入节点的另一个分支，继续执行二分搜索，直到搜索到叶子节点；循环往复，直到超球面与分割面没有相交； 步骤C中，初始化空间粒子信息的过程包括以下步骤： 设定计划释放的粒子总数和需要迭代的总步数，初始化的空间粒子坐标的数目为计划释放的粒子总数除以总迭代步数再除以计算核心数；各个核在来流远处通过C++random库的std::uniform_real_distribution类在模型前方一平面处生成相应粒子数的空间坐标；初始化粒子所在宿主单元，初始化粒子速度为远处来流速度。

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