区域分解法 — CAE用语解释

区域分解法（域分解）是将大规模FEM/CFD网格分割为多个子域，然后用不同CPU核心并行计算各子域的方法。64分割就是将网格分配给64个核心，每个核心约处理1/64的网格，同时进行计算。每个核心在计算自己的子域时，需要在相邻子域的边界处进行信息交换（通信）。这种通信使用MPI协议，是大规模集群计算的核心技术。

是自动进行的。最常用的是METIS图分割库，它将网格视为"节点作为图节点，单元共享边作为图边"，在保证各分区大小均等的同时，最小化边界长度（对应通信量）以实现最优分割。OpenFOAM中使用decomposePar，Abaqus中通过作业设置的分割数指定自动执行。分割质量差会导致负载不均衡和通信增加，降低吞吐量，因此METIS等高质量分割算法非常重要。

不一定。根据Amdahl定律，无法并行化的部分（I/O处理、子域间同步和通信等）成为瓶颈。此外，分割数增加会导致边界比例增加，通信成本上升。经验上"每个子域5-20万DOF"是最优平衡点，100万DOF的模型通常在20-50核心时效率最高。超过1000万DOF的大规模模型在HPC集群上可以有效扩展到数百核心。

使用"鬼单元"（影子区域）机制来交换边界节点数据。每个核心不仅维护自己的区域，还保持相邻子域的1-2层边界数据（鬼单元），在每个迭代步骤中更新这些数据。对于FEM，在刚度矩阵组集时可以正确处理边界单元；对于CFD，可以从鬼单元获取计算流量所需的相邻单元值。这种机制使得代码可以统一地编写为"本地计算"。