基于FLUENT的道路交叉口风场并行计算研究

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道路交叉口风场之紊流的数值仿真研究,特别是大规模并行计算研究是当前国内外研究的热点问题,是特别重要的研究领域。准确预报道路交叉口风场可满足工程实践中对建筑规划及设计的需要。工程应用中的各类道路交叉口风场往往具有前处理网格系统生成较复杂、数值计算量大等特点。如何提高各类风场之紊流数值仿真效率,是近年来的研究热点。随着计算机日新月异的发展,科学计算,特别是大规模、高性能并行计算越来越成为推动技术革命的强劲动力。关于紊流的数值计算方法,目前雷诺平均法、大涡模拟(LES)法和直接数值模拟(DNS)三者并存。本文在湖南省自然科学基金项目“基于多块网格及大涡模拟的三维建筑风场并行分区计算研究(编号:14JJ2103)”的资助下,基于大型CFD软件FLUENT和高性能计算集群对不同类型的道路交叉口风场开展了并行计算研究。其主要工作及相关结论如下:(1)在LINUX系统下构建了基于大型CFD软件FLUENT和高性能计算集群的风场并行计算模拟系统,配置好了相关作业提交系统及脚本;(2)利用高性能计算机集群以及FLUENT软件模拟了不同屋面坡度下双坡低层建筑的风场,并对计算结果做了比较分析和验证,得到了双坡低矮建筑风场在屋面角变化的情况下屋顶风压系数的变化规律;(3)运用高性能计算机集群以及FLUENT软件对多种工况下“十”字型、“T"型、“Y”型道路交叉口风场开展了大规模并行计算,并对相关数值模拟结果进行了比较分析,为道路交叉口规划提供了有利参考;(4)基于工程流变学湖南省重点实验室集群以及FLUENT软件开展了不同网格类型(结构网格和非结构网格)以及不同网格数目下的集群并行计算效率分析。通过对在相同网格数前提下,变化参与并行计算核数的效率分析,得出了FLUENT并行计算最佳核数目的规律,随着划分网格数的增加,最佳核数大致呈现增长趋势,但并不呈现线性增长关系。
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