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破碎波激发湍流的数值模拟研究进展: 2025年; 波浪破碎过程伴随着大量空气卷入,会形成水、气充分混合的混相湍流,对其发展数值模拟方法与湍流封闭模型是当前研究的难点。本文综述了混相湍流的数值模拟研究进展,重点介绍了高密度比两相流模拟的数值稳定性问题和解决方案。针对传统方法在界面捕捉与动量方程求解格式不一致导致的数值不稳定性问题,近期提出的密度预估-同步法通过显式求解质量输运方程,实现了高密度比条件下的稳定计算。本文详细阐述了该方法的控制方程、时空离散格式及界面捕捉技术,并通过经典算例验证了其有效性。此外,以射流、尾流和船首波破碎为例,分析了混相湍流的流动特征,揭示了弗劳德数对湍动能和湍流质量通量的影响。在封闭模型方面,对比了代数型与动力学模型的优劣,指出动力学模型虽更具理论潜力,但需进一步解决组合项封闭问题。最后,展望了混相湍流数值模拟研究的未来研究方向,如建立标准的算例数据库和通过GPU并行优化提高计算效率等。本文研究可为混相湍流的模拟与建模提供参考。; 卢敏郭晓宇梁姗李荣孙俊童俊淇李千千杨子轩; 关键词：破碎波数值模拟

高性能并行CFD软件研发及高速列车气动性能预示被引量：1: 2023年; 【应用背景】面向高速列车在复杂场景中的气动性能仿真与气动外形优化问题,以提高仿真精度与并行计算效率为目的。【方法】自主研发了高性能流体力学计算软件CCFD v3.0,开发了高精度NS方程空间离散算法、高效线性代数求解、湍流模拟、网格并行处理等核心功能模块,并移植到了两款国产异构超算平台,分别针对性地开展了深度并行计算优化。【结果】CCFD v3.0的计算结果表明,在高速列车头部外形中,底阻和摩阻是列车行驶中的最主要阻力来源,分别占比71%与23%;而车体的阻力构成则为摩阻占比89%,型阻占比11%。【结论】CCFDv3.0表现出了良好的并行加速效果,实现了高速列车的气动性能预示与流场机理分析。; 张新昕刘夏真梁姗张鉴陆忠华陆忠华张浩源; 关键词：高速列车气动性能

大规模空气动力学数值模拟中的并行重叠网格装配技术被引量：2: 2016年; 重叠网格方法因为其网格生成简单、局部网格质量高等优点,是模拟有相对运动的非定常问题的一种常用方法。重叠网格首先需要装配过程,即通过建立网格间的重叠关系、确定宿主及待插值单元,实现网格间的流场信息交换。本文针对大规模数值模拟中,网格分散存储在多个处理器上的情况,研究了分布式重叠网格装配方法。本文先提出分布式网格装配问题,再详细阐述适用于三维结构网格的分布式装配技术,最后利用标准的机翼挂载模型对算法进行了测试,结果表明该算法可以在保证较高并行性的同时,为非定常计算提供准确的流场插值信息。; 梁姗张鉴陆忠华; 关键词：重叠网格非定常流

大规模并行CFD软件的负载平衡设计: 2016年; 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。; 梁姗刘夏真袁武; 关键词：并行计算负载平衡重叠网格计算流体力学

一种提升预测精度的方法及装置: 一种提升预测精度的方法及装置，方法包括：对获取到的待预测材料的三维结构信息的点云坐标数据进行处理；构建预测模型，预测模型包括提升模块、多个隐式层模块和投影模块；其中，提升模块通过多层感知机MLP将低维点云特征映射至高维特...; 师鹏程袁武梁姗刘夏真王小宁张鉴

面向国产加速器的CFD核心算法并行优化被引量：3: 2021年; 【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。; 曹义魁陆忠华张鉴刘夏真袁武梁姗; 关键词：CFD 并行计算

并行多块结构重叠网格装配算法及应用被引量：1: 2016年; 针对多块结构重叠网格并行装配的问题,设计了支持初始网格系统细分的多块结构重叠网格框架,并在此框架基础上提出了基于局部洞映射的并行挖洞算法、格心网格下可跨块寻点的并行搜索算法,使之可适应大规模并行数值模拟时的分布式计算环境。此算法被模块化地集成到了自主研发的大规模多块结构网格数值求解器(CCFD-MGMB)中,可支持大规模并行非定常多体分离数值模拟。并行测试结果表明,算法具有良好的局部数据结构组织,数据可扩展性强。数值应用模拟结果表明了该算法的有效性及正确性,千核并行非定常数值计算效率(相对于64核)可达58%。; 马文鹏陆忠华袁武梁姗; 关键词：并行计算 MPI

混合重叠网格通信优化算法: 2019年; 重叠网格技术广泛应用在复杂外型和运动边界问题的流场数值模拟中.本文在并行重叠网格隐式挖洞算法实现的基础上,提出了笛卡尔辅助网格和多块结构网格的混合重叠网格方法.通过笛卡尔辅助网格实现重叠网格洞边界和网格插值关系的快速建立.通过定义重叠区域网格权重、部件网格与背景网格绑定的方法,建立了混合网格的并行分配模式,有效减少重叠插值信息在各进程间的通信,实现计算负载和通信负载在各个进程的均匀分配.测试表明该方法可应用于数千万量级的重叠网格系统,可扩展至千核规模,高效的实现多个物体构成的复杂网格系统的重叠关系建立.; 胡晓东梁姗梁姗袁武; 关键词：重叠网格负载均衡通信优化

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梁姗