一种适用于超声速燃烧流场数值模拟的高效并行计算方法

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为了实现燃烧流场的高效数值模拟,发展了基于结构化网格的拓扑自动剖分和并行分区方法,并将化学反应求解的自适应建表法(ISAT)和x2f_mpi程序包与自编CFD程序进行集成,建立了求解可压缩化学反应流动的并行数值模拟软件.对DLR超声速氢气流动的冷流和燃烧算例进行了计算,并通过试验数据对计算方法和模型的正确性进行了验证.计算表明:所发展的块自动剖分和并行分区方法简单、可靠、适用性好,并行分区后的网格数量最大偏差可控制在3.5％以内,可有效保证并行计算的静态负载均衡;对于化学反应的计算,ISAT具有较高的计算效率,化学反应的加速比可达到50,程序整体计算加速比也可达到6;不同计算策略对并行ISAT的计算效率有较大的影响,QT-URAN策略的计算效率可以达到PLP的2倍以上;对于燃烧模拟的大规模并行计算,合理的并行ISAT计算策略能有效解决化学反应计算带来的负载不均衡问题,降低对并行网格分区的要求.
作者：刘建文熊生伟马会民
作者单位：北京动力机械研究所,北京100074
母体文献：第十七届全国激波与激波管学术会议论文集
会议名称：第十七届全国激波与激波管学术会议  
会议时间：2016年7月1日
会议地点：成都
主办单位：中国力学学会
语种：chi
分类号：TP2TK1
关键词：燃烧流场  数值模拟  结构化网格  自动剖分  并行分区
在线出版日期：2017年12月8日
基金项目：
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