基于fluent的绕流问题的数值模拟与并行计算

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第8期计算机工程与设计2005年8月VO1．26NO．8ComputerEngineeringandDesignAug．2005基于Fluent的绕流问题的数值模拟与并行计算辛晓华’，张武’，周华(1．上海大学计算机学院，上海200072；2．上海大学力学所，上海200072)摘要：使用商用软件Fluent对二维不可压流问题进行了两次实验，两次实验的网格教相差很多，发现当网格教少的时候，并行计算反而不如单机的效果好；而当网格教足够大的时候，并行计算就显示出其优越性

2、来，目的在于考察Fluent软件的并行计算能力，为进行大规模工程应用计算提供技术参照。关键词：Fluent；ParallelFluent；绕流；数值模拟；并行计算中图法分类号：TP338．6文献标识码：A文章编号：1000．7024(2005)08．2l53—02NumericalsimulationandparallelcomputationofflowoverobjectusingFluentXINXiao—hua’，ZHANGWu’，ZHOUHua2(1．SchoolofComputerEngineeringan

3、dScience，ShanghaiUnive~ity,Shanghai200072，China；2．InstituteofMechanics，ShanghaiUnive~ity,Shanghai200072，China)Abstract：Twonumericalcasesofthesametwodimensionalincompressibleflowfieldswerecomputedwithdiferentnumberofcells．Bothofthesetwocaseswerecomputedinparallel

4、mannerandserialmanner．Comparisonshowsthatwhenthenumberofcellsisbigen-ough，theeficiencyofparallelcomputationisobviouslybeRerthanserialcomputation，butthisisnottruewhenthenumberofcellsissmal1．ThepurposeisseeingabouttheparallelcomputingabilityoftbeFluentandproviding

5、technicalreferencetocosmicallyengineeringapplicationcomputing．Keywords：fluent；parallelfluent；incompressibleflow；numericalsimulation；parallelcomputation负载平衡，在计算中根据cPu负荷自动地重新分配计算任l引言务；②并行效率高；③支持网络并行：支持网络分布式并行计早期对于不可压流动问题的研究方法是将Navier-Stokes算，内置了MPI并行机制。方程组改写为流函数方程

6、和涡量输运方程，通过计算得到所计算流体力学等应用领域要解决的问题越来越复杂，并需要的解。随着计算机软硬件技术的发展，研究不可压流的且通常采用进一步细分网格，以获得更为精确的结果，从而使数值方法也在不断改进。Chorin等人在20世纪60年代提出得CFD分析的计算量更加庞大，计算能力需达到每秒百亿、了求解原参数不可压方程组的数值方法；20世纪70年代Pa．千亿、甚至上万亿次级，而单CPU计算往往难以达到要求，所tankar和Spalding等发展了求解原参数不可压流的方法——以迫切需要进行大规模并行处理的研究，而并行计算

7、能力也SIMPLE算法，并编写了程序，用这种方法成功地解决了求解成为考核CFD软件的重要指标之一。本文使用Fluent商用软原参数不可压方程组时压力场的修正问题。目前在欧美发达件对二维不可压流问题进行了数值分析和并行计算，目的在国家相继用这种数值方法研制开发了大量商用软件和研究型于考察Fluent软件的并行计算能力，为进行大规模工程应用软件，在航空航天、工程热物理、电磁场等领域得到了广泛应计算提供技术参照。用。2计算方法Fluent软件在cFD软件市场上占有40％的份额，其前置处理器Gambit被认为是商用CFD软件最

8、优秀的前置处理器2．1控制方程之一。Gambit中同时使用了非结构网格技术和结构网格技在直角坐标系下(x，y)，速度分量记为(u，v)，任意向量巾术，同时还可以在用Fluent进行计算的过程中使用自适应技的散度为：术对网格分布进行调整。Gambit同时拥有丰富的CAD／CAE接口，便于对复杂几何外形进行网格划分。Fluent软件的