【摘 要】
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快速多极子算法(FMM：Fast Multipole Method)是三维粒子长距离相互作用的一种高精度快速计算方法。在JASMIN上，基于进程／线程两级并行实现策略，研制了求三维Laplace方程FMM(Fast MultipoleMethod)的并行解法器模块“JASMIN-3DLapFMM”。该解法器已成功应用于三维静电场远场势的并行计算。数值实验表明，固定单机问题，在上万个处理器核上模拟百
【机 构】
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北京应用物理与计算数学研究所,北京8009信箱 100094
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快速多极子算法(FMM：Fast Multipole Method)是三维粒子长距离相互作用的一种高精度快速计算方法。在JASMIN上，基于进程／线程两级并行实现策略，研制了求三维Laplace方程FMM(Fast MultipoleMethod)的并行解法器模块“JASMIN-3DLapFMM”。该解法器已成功应用于三维静电场远场势的并行计算。数值实验表明，固定单机问题，在上万个处理器核上模拟百亿粒子的大规模问题，获得进程级几乎线性的并行可扩展性，固定总的问题规模和进程个数，4个线程时，获得约4倍加速。
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应用通用CFD软件Fluent采用 SIMPLE算法和高雷诺数k-e湍流模型，对某越野车辆叶片环式空气滤清器流场进行了三维数值模拟，给出了空气滤清器的速度场和迹线图。通过CFD仿真软件计算，优化了空气滤清器内流场和外形，使产品在满足设计要求的同时，结构尺寸更小。并通过试验验证了仿真结果的真实性。
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应用VOF方法，采用SLIC方法进行自由界面重构，利用有限体积方法对全场统一离散求解包含重力源项的三维隐式可压缩Navier-Stokes方程，并采用预处理技术进行计算加速，得到具有数值模拟自由界面非定常运动能力的计算程序。通过对三维溃坝和液滴入水等问题的数值模拟表明，SLIC重构方法形式简洁并易于从二维拓展到三维：预处理技术解决两相流模拟中的由低速流动所带来的刚性问题，提高计算效率。
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对梯度飞片撞击实验中具有冲击加载-斜波加载-斜波卸载的复杂路径加载实验中的金属铝材料的波剖面信息进行了数据分析和处理，利用反积分方法对铝材料＼氟化锂窗口界面处的速度剖面进行了反向积分计算，所得计算结果和正向计算结果比较吻合较好，此外还计算得到了材料内能、温度、声速、应变率在复杂路径加载中变化规律，给出了材料的P-V参考线，所得结果可为正向积分计算结果提供校核，亦可为反积分方法进一步用于复杂路径加载
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