基于多塊網(wǎng)格對(duì)低層建筑風(fēng)場(chǎng)分區(qū)并行計(jì)算.pdf

1、建筑風(fēng)場(chǎng)之紊流的數(shù)值仿真研究，特別是大規(guī)模并行計(jì)算研究是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，是特別重要的研究領(lǐng)域。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑風(fēng)場(chǎng)可滿足工程實(shí)踐中對(duì)建筑規(guī)劃及設(shè)計(jì)的需要。工程應(yīng)用中的各類建筑風(fēng)場(chǎng)往往網(wǎng)格系統(tǒng)生成較復(fù)雜、數(shù)值計(jì)算量大等特點(diǎn)。如何提高各類建筑風(fēng)場(chǎng)之紊流數(shù)值仿真效率，是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。本文在湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于多塊網(wǎng)格及大渦模擬的三維建筑風(fēng)場(chǎng)并行分區(qū)計(jì)算研究（編號(hào):14JJ2103）”的資助下，基于開(kāi)源程序包Caffa3d.M

2、BRi和工程流變學(xué)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高性能計(jì)算集群對(duì)低層建筑風(fēng)場(chǎng)開(kāi)展分區(qū)并行計(jì)算研究。本文主要結(jié)論如下:
　　(1)首先，對(duì)Caffa3d.MBRi開(kāi)源程序包進(jìn)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(kāi)展分區(qū)并行計(jì)算，最后將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了開(kāi)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(jì)算集群平臺(tái)和Caffa3d.

3、MBRi程序包，在linux系統(tǒng)下搭建了風(fēng)場(chǎng)數(shù)值仿真平臺(tái)并開(kāi)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(chǎng)，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(duì)較小。
　　(3)基于中南林業(yè)科技大學(xué)的DELL集群平臺(tái)和Caffa3d.MBRi程序包對(duì)雙體低層建筑風(fēng)

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