求解Boltzmann模型方程高性能并行算法在航天跨流域空气动力学应用研究

发布时间：2017-07-03 02:04

  本文关键词：求解Boltzmann模型方程高性能并行算法在航天跨流域空气动力学应用研究

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【摘要】：对Boltzmann方程碰撞积分物理分析与可计算建模,得到适于描述航天再入从外层空间到近地面各流域统一Boltzmann模型方程,提出求解Boltzmann模型方程统一算法高性能并行计算数学模型.发展离散速度空间区域分解大规模并行计算技术,分析统一算法变量依赖关系,建立可扩展并行计算方案;研究数据并行分布与并行执行特征,开展大规模并行化程序设计,并在小、中、大规模256~512、4096~20 625CPU及异构计算机500~45 000、3125~112 500进程并行算法测试,建立稳定运行于国产千万亿次超级计算机高性能可扩展大规模并行算法与航天器再入跨流域复杂气动力/热绕流问题并行化软件应用平台.通过对稀薄流到连续流再入飞行不同高度可回收返回式卫星飞行器、近空间大尺度机动飞行器跨流域绕流环境不同粒度高性能计算与验证,揭示大尺度复杂结构飞行器跨流区飞行稀薄过渡流区热流系数比连续、近连续流区热流系数随物面变化剧烈得多、大得多,发现该类飞行器后端面热流最大值发生在水平舵外侧拐角处,达驻点热流六分之一量级,提供了一个可靠求解航天器再入各流域高超声速绕流问题统一算法高性能并行计算应用研究方向.
【作者单位】： 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所;中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室;无锡江南计算技术研究所;
【关键词】： 航天器 跨流域空气动力学 Boltzmann模型方程 统一算法 区域分解 高性能并行计算
【基金】：国家杰出青年科学基金(11325212) 国家“九七三”重点基础研究发展计划项目(2014CB744100) 国家自然科学基金(91130018,91016027,91530319) 国家“十二五”国防预研基金(51313030104)资助~~
【分类号】：V411;TP338.6
【正文快照】： 1 引言 随着科学技术的迅猛发展,基于巨型计算机与互联网技术所发展起来的国家高性能计算环境对解决航天、军工领域飞行器再入复杂空气动力学问题具有极其重要的机遇与挑战[1-4].传统的各流域气动特征数值模拟与实验研究,只能针对某些高度、某些状态进行,研究范围窄,研究能力

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5 李小宝;格子BOLTZMANN方法及其在柱体绕流数值模拟中的应用[D];天津大学;2006年

6 罗丰;基于Boltzmann方程的一致气体动力学格式对连续稀薄气体流动的数值模拟的研究[D];湘潭大学;2015年

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本文编号：511982