摘要：降低激波阻力是火星上升器气动优化的重要目标。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,针对典型短钝锥上升器外形的超声速阻力特性开展研究,在长细比0.42的设计约束下,比较了13组母线外形的零升阻力,并讨论了纵向静、动稳定性。研究表明:在设计约束下,球鼻大且锥面平缓的钝头形状有低阻特性,原因是超声速气流在经过球鼻后连续膨胀减压,形成了球鼻处小范围的高压区和锥面处大范围的低压区,使整体阻力下降;短钝锥外形有较高静稳定性和呈现临界动稳定性。

摘要：基于多区结构网格的计算流体力学方法,在并行处理的难点是多个网格数据块在计算资源上的高效合理分配,以实现大规模并行环境下的负载平衡。本文围绕负载平衡问题,介绍了CCFD软件开展的一些工作,包括:1.面向结构网格的双层图剖分策略,通过细层图剖分环节考虑计算量和通信量的负载平衡;2.建立可细分的重叠网格体系,并基于该体系建立了重叠网格系统的双级负载平衡模型。算例验证表明,所采用的负载平衡策略在大规模并行环境下能获得较高并行效率。

摘要：介绍了并行计算流体力学软件CCFD在重叠网格方法上的高效并行实现,包括:设计了具有局部数据特性的新型洞映射模型,以及适用于该模型的单元属性标识方法;研究了适合分布式环境的隐式洞面优化方法,提出了一种网格单元判据的组合参数;设计了兼顾计算量和通信量的两级负载平衡模型,并考虑了重叠区插值对有向图权重计算的影响;设计了基于网格块的通信模式,对通信数据结构和收发过程进行了调优。数值模拟结果表明,CCFD重叠网格方法具有良好的并行效率和扩展性。

摘要：结构网格具有网格生成速度快、质量高、数据结构相对简单、较适用于流体表面应力集中的运算等优点。在大规模CFD(Computational Fluid Dynamics)并行计算中,需要将网格区域划分为多块网格,而多块网格之间的数据通信会制约并行计算能力的提高,因此对结构网格的负载平衡优化是提高并行计算能力的重点。本文提出了一个采用多层次k-way多约束条件图剖分算法来改进负载平衡的方案,并对M6翼型和CRM模型的多种规模进行了实际计算,结果证明多层次k-way图剖分算法能够有效地优化负载平衡,在此基础上得到了最优节点间的计算负载平衡和通信负载平衡,最终达到了理想的并行效率。

摘要：【目的】为了加快国产CFD软件的计算速度,本文设计并实现了基于国产加速器的加速版本。【方法】基于CCFD V3.0版本,将软件的核心算法移植到国产加速器,并采用多种方法进行优化。【结果】使用128*128*128大小的网格进行实验,移植后的程序模拟结果与原CPU版本基本一致,单加速卡相比于单CPU核心,对流项计算部分取得了166倍的加速,ADI迭代计算部分取得了59倍的加速。【局限】由于CFD软件模块较多,未对整个程序进行移植优化,未来会将软件都移植到国产加速器上进行加速。【结论】本文实现了基于国产加速器的CFD核心算法并行优化,取得了较好的加速效果,为以后CFD软件的移植与优化工作提供了经验和参考。