基于并行计算技术的离心式叶片泵流场数值模拟及三维设计软件开发
发布时间：2021-08-03 09:50
随着现代计算流体力学（CFD）的发展,对高速度、大容量计算机的需求越来越迫切,计算越来越复杂,规模也呈指数级增长。如此庞大的运算任务单台计算机显然无法胜任。一方面是单处理器性能发展空间有限,另一方面是专用高档并行计算机价格又太昂贵,而且旧有的资源又得不到持续和有效的利用,造成硬件资源空闲和资金浪费。因此,一种能够充分利用现有计算机软硬资源,有效发挥计算资源协同增强作用,同时满足不同专业研究人员高效方便处理的并行计算技术、平台和实现方法就变得十分重要和具有现实意义。 本文在综合国内外关于流体力学并行计算及相关领域研究文献的基础上,搭建了微机并行计算平台,解决了数值模拟对计算资源要求;对并行环境下子区域网格的独立生成和相邻子区域交界面的网格生成进行研究;在原有三维欧拉方程求解器的基础上添加粘性（耗散）项,针对定常问题,考虑粘性的影响,加入无滑移边界条件和两方程湍流模型,得到描述湍流运动的封闭RANS方程;对离心式叶片泵的设计理论进行了深入研究,并利用Visual C++平台编写了基于Pro/E的三维参数化设计和计算软件。最后利用以上得出的计算经验和结论,通过对一个实际工程问题—离心式...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
la51初、MIMD并行计算机
算机是能在同一时间内执行多条指令(或处理多个数据)的计算是并行计算的物理载体。通过对并行计算机的不同分类方式可以上的了解。与数据流分类〔51个并行计算机能够同时执行的指令与处理数据的多少，可以把并SIMD(Single一InstructionMultiple一Data，单指令多数据并行计算ultiple一InstruetionMultiple一Data，多指令多数据并行计算机)，示。计算机同时用相同的指令对不同的数据进行操作，比如对于数组赋A二A+l(1.MD并行机上可以用加法指令同时对数组A的所有元素实现加1，即)运算特别适合在SMID并行计算机上执行，SIMD并行机可以对这种接地支持，高效的实现。数D数据个数D
不同的计算可以同时进行。SIMD和MIMD这种表达方法虽然至今还在广泛使用。但是，随着新的并行计算机组织方式的产生，比照上面的划分方法，人们按同时执行的程序和数据的不同，又提出了SpMD(Single一progr二Multiple一Data，单程序多数据并行计算机)和MpMD(Multiple一progrmaMultiple一Data，多程序多数据并行计算机)的概念(图1.lb)。这种划分方式依据的执行单位不是指令而是程序，显然其划分粒度要大得多。如果一个程序的功能就是为一个矩形网格内的不同面片涂上相同的颜色，则对于一个划分得很细的特大矩形面片，可以将它划分为互不交叉的几个部分，每一部分都用相同的程序进行着色，SPMD并行计算机可以很自然地实现类似的计算。一般地，SPMD并行计算机是由多个地位相同的计算机或处理器组成的，而MPMD并行计算机内计算机或处理器的地位是不同的，根据分工的不同，它们搜长完成的工作也不同，因此，可以根据需要将不同的程序(任务)放到MPMD并行计算机上执行，使得这些程序协调一直地完成给定的工作。
【参考文献】：
期刊论文
[1]C/S分布式并行处理技术在高速局域网平台上实现非线性环境化学胞映射体系的大规模计算[J]. 刘信安,苏振强. 计算机与应用化学. 2002(Z1)
[2]PC Cluster的建立和技术探讨[J]. 罗海彬,吴剑鸣,吕鑫,陈明旦,邱志金. 计算机与应用化学. 2002(Z1)
[3]高性能计算机的关键技术和发展趋势[J]. 金怡濂,黄永勤,陈左宁,桂亚东,漆锋滨. 中国工程科学. 2001(06)
[4]用PC机群组构并行超级计算机[J]. 黎康保,陶文正,许丽华,黎文楼. 计算机工程. 2000(09)
[5]水轮机蜗壳和固定导叶内部流动的数值模拟[J]. 周晓泉,瞿伦富,吴玉林. 清华大学学报(自然科学版). 2000(08)
[6]多线程并行运算技术在环境与化学计算中的应用[J]. 刘信安,罗彦凤,蒋启华,陈红. 计算机与应用化学. 2000(03)
[7]基于CFD流态分析技术的水力机组转轮改型研究[J]. 任静,张伟,吴玉林,杨建明,张启德. 机械工程学报. 2000(04)
[8]CFD方法在流体机械设计中的应用[J]. 赵兴艳,苏莫明,张楚华,苗永淼. 流体机械. 2000(03)
[9]二维非结构网格生成及Euler方程计算的方法研究[J]. 叶正寅,杨永年,钟诚文,张仲寅,陈迎春. 计算物理. 1999(06)
[10]并行计算技术与并行算法综述[J]. 胡峰,胡保生. 电脑与信息技术. 1999(05)
本文编号：3319407
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
la51初、MIMD并行计算机
算机是能在同一时间内执行多条指令(或处理多个数据)的计算是并行计算的物理载体。通过对并行计算机的不同分类方式可以上的了解。与数据流分类〔51个并行计算机能够同时执行的指令与处理数据的多少，可以把并SIMD(Single一InstructionMultiple一Data，单指令多数据并行计算ultiple一InstruetionMultiple一Data，多指令多数据并行计算机)，示。计算机同时用相同的指令对不同的数据进行操作，比如对于数组赋A二A+l(1.MD并行机上可以用加法指令同时对数组A的所有元素实现加1，即)运算特别适合在SMID并行计算机上执行，SIMD并行机可以对这种接地支持，高效的实现。数D数据个数D
不同的计算可以同时进行。SIMD和MIMD这种表达方法虽然至今还在广泛使用。但是，随着新的并行计算机组织方式的产生，比照上面的划分方法，人们按同时执行的程序和数据的不同，又提出了SpMD(Single一progr二Multiple一Data，单程序多数据并行计算机)和MpMD(Multiple一progrmaMultiple一Data，多程序多数据并行计算机)的概念(图1.lb)。这种划分方式依据的执行单位不是指令而是程序，显然其划分粒度要大得多。如果一个程序的功能就是为一个矩形网格内的不同面片涂上相同的颜色，则对于一个划分得很细的特大矩形面片，可以将它划分为互不交叉的几个部分，每一部分都用相同的程序进行着色，SPMD并行计算机可以很自然地实现类似的计算。一般地，SPMD并行计算机是由多个地位相同的计算机或处理器组成的，而MPMD并行计算机内计算机或处理器的地位是不同的，根据分工的不同，它们搜长完成的工作也不同，因此，可以根据需要将不同的程序(任务)放到MPMD并行计算机上执行，使得这些程序协调一直地完成给定的工作。
【参考文献】：
期刊论文
[1]C/S分布式并行处理技术在高速局域网平台上实现非线性环境化学胞映射体系的大规模计算[J]. 刘信安,苏振强. 计算机与应用化学. 2002(Z1)
[2]PC Cluster的建立和技术探讨[J]. 罗海彬,吴剑鸣,吕鑫,陈明旦,邱志金. 计算机与应用化学. 2002(Z1)
[3]高性能计算机的关键技术和发展趋势[J]. 金怡濂,黄永勤,陈左宁,桂亚东,漆锋滨. 中国工程科学. 2001(06)
[4]用PC机群组构并行超级计算机[J]. 黎康保,陶文正,许丽华,黎文楼. 计算机工程. 2000(09)
[5]水轮机蜗壳和固定导叶内部流动的数值模拟[J]. 周晓泉,瞿伦富,吴玉林. 清华大学学报(自然科学版). 2000(08)
[6]多线程并行运算技术在环境与化学计算中的应用[J]. 刘信安,罗彦凤,蒋启华,陈红. 计算机与应用化学. 2000(03)
[7]基于CFD流态分析技术的水力机组转轮改型研究[J]. 任静,张伟,吴玉林,杨建明,张启德. 机械工程学报. 2000(04)
[8]CFD方法在流体机械设计中的应用[J]. 赵兴艳,苏莫明,张楚华,苗永淼. 流体机械. 2000(03)
[9]二维非结构网格生成及Euler方程计算的方法研究[J]. 叶正寅,杨永年,钟诚文,张仲寅,陈迎春. 计算物理. 1999(06)
[10]并行计算技术与并行算法综述[J]. 胡峰,胡保生. 电脑与信息技术. 1999(05)
本文编号：3319407
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