葉輪機械全環非定常大規模并行模擬程序設計

摘要：為了更加精確地模擬葉輪機械內部復雜的三維非定常流動,開展了全環網格模擬方法探索,提出了針對滑移面的守恒變量插值和高效的大規模并行計算解決方案?；谇f億次高性能計算平臺,自主開發了非定常數值模擬程序,采用單級壓氣機、1.5級渦輪和3.5級高負荷壓氣機三個算例進行了程序的驗證與確認,以及并行效率測試工作。模擬采用的最大網格數為2億,計算核心數為4096個。結果表明:程序計算得到的整體氣動性能與試驗數據吻合良好;程序所采用的全環非定常計算模型能保證交界面處物理量的連續,削弱非物理熵增,得到更加可信的流場解;所采用的METIS的網格分區方法以及MPI并行策略使程序具有良好的負載均衡和并行效率;同時程序對超大規模的復雜問題具備良好的可擴展性和適應性,能夠滿足工程實際問題的流動分析和葉輪機械的精細流動研究要求。