高性能并行CFD软件研发及高速列车气动性能预示

【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。