基于多塊網(wǎng)格對低層建筑風(fēng)場分區(qū)并行計算.pdf

1、建筑風(fēng)場之紊流的數(shù)值仿真研究，特別是大規(guī)模并行計算研究是當前國內(nèi)外研究的熱點問題，是特別重要的研究領(lǐng)域。準確預(yù)測建筑風(fēng)場可滿足工程實踐中對建筑規(guī)劃及設(shè)計的需要。工程應(yīng)用中的各類建筑風(fēng)場往往網(wǎng)格系統(tǒng)生成較復(fù)雜、數(shù)值計算量大等特點。如何提高各類建筑風(fēng)場之紊流數(shù)值仿真效率，是近年來的研究熱點。本文在湖南省自然科學(xué)基金項目“基于多塊網(wǎng)格及大渦模擬的三維建筑風(fēng)場并行分區(qū)計算研究（編號:14JJ2103）”的資助下，基于開源程序包Caffa3d.M

2、BRi和工程流變學(xué)湖南省重點實驗室高性能計算集群對低層建筑風(fēng)場開展分區(qū)并行計算研究。本文主要結(jié)論如下:
　　(1)首先，對Caffa3d.MBRi開源程序包進行了調(diào)試，基于Caffa3d.MBRi程序包建立數(shù)值模擬多塊網(wǎng)格系統(tǒng)，然后開展分區(qū)并行計算，最后將數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行比較，驗證了開源程序包Caffa3d.MBRi數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性。
　　(2)基于中南林業(yè)科技大學(xué)的Dell高性能計算集群平臺和Caffa3d.

3、MBRi程序包，在linux系統(tǒng)下搭建了風(fēng)場數(shù)值仿真平臺并開展了相關(guān)算例多工況分區(qū)并行數(shù)值模擬，研究了不同屋頂坡度(單坡0°、10°、30°、45°、60°，雙坡10°、30°、45°、60°)的單體低層建筑風(fēng)場，結(jié)果表明，在相同的邊界條件下，雙坡建筑屋面坡度在30度左右和單坡建筑屋面坡度在10度到30度之間，屋面受到的風(fēng)壓相對較小。
　　(3)基于中南林業(yè)科技大學(xué)的DELL集群平臺和Caffa3d.MBRi程序包對雙體低層建筑風(fēng)

4、場開展了多工況干擾特性的數(shù)值模擬研究，通過對數(shù)值模擬結(jié)果的流場分析和表面風(fēng)壓分析發(fā)現(xiàn)，雙體建筑串列布置時，上風(fēng)建筑對下風(fēng)建筑風(fēng)壓影響較大;雙體建筑并列布置時，兩幢建筑相互之間的影響較小。
　　(4)利用所搭建的風(fēng)場數(shù)值仿真平臺，基于自定義分區(qū)方法，對研究對象之低層建筑風(fēng)場開展大規(guī)模分區(qū)并行數(shù)值仿真，研究發(fā)現(xiàn)通過使用適當?shù)暮藬?shù)和均衡配置每個核的計算任務(wù)實現(xiàn)負載均衡，能充分發(fā)揮集群的峰值性能，可提高并行計算效率。
　　本文的創(chuàng)新