基于"神威·太湖之光"的三维有限长方柱绕流直接数值模拟

[目的]旨在探索基于国产处理器的异构超算平台在船舶水动力学领域的应用效果.[方法]基于"神威·太湖之光"超级计算机,采用MPI+Athread的编程方法,对雷诺数Re=250的三维有限长方柱绕流进行直接数值模拟,并对模拟结果进行验证与分析.模拟使用的网格规模最大达到245.76百万(t=600 s,dt=0.001),并行规模最高达到133120核.[结果]经统计,在133120核并行规模下245.76百万网格规模计算能够在数天之内完成.模拟结果显示,在三维有限长方柱绕流流动中,方柱各横截面具有同步涡脱的特征;对比不同长径比方柱绕流尾流场,发现长径比为2时的尾流涡系结构呈现出长直状的流向涡二次结构,而大于2时则为反对称卡门涡.[结论]模拟表明,基于"神威·太湖之光"超级计算机的多级并行计算可有效减少小尺度网格下因规模提升所导致的时间成本,在船舶水动力学领域有较好的应用潜力.