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建筑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。准确预测建筑风场可满足工程实践中对建筑规划及设计的需要。工程应用中的各类建筑风场往往网格系统生成较复杂、数值计算量大等特点。如何提高各类建筑风场之紊流数值仿真效率,是近年来的研究热点。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,基于开源程序包Caffa3d.MBRi和工程流变学湖南省重点实验室高性能计算集群对低层建筑风场开展分区并行计算研究。本文主要结论如下:(1)首先,对Caffa3d.MBRi开源程序包进行了调试,基于Caffa3d.MBRi程序包建立数值模拟多块网格系统,然后开展分区并行计算,最后将数值模拟结果与实验结果进行比较,验证了开源程序包Caffa3d.MBRi数值模拟结果的可靠性。(2)基于中南林业科技大学的Dell高性能计算集群平台和Caffa3d.MBRi程序包,在linux系统下搭建了风场数值仿真平台并开展了相关算例多工况分区并行数值模拟,研究了不同屋顶坡度(单坡0°、10°、30°、45°、60°,双坡10°、30°、45°、60°)的单体低层建筑风场,结果表明,在相同的边界条件下,双坡建筑屋面坡度在30度左右和单坡建筑屋面坡度在10度到30度之间,屋面受到的风压相对较小。(3)基于中南林业科技大学的DELL集群平台和Caffa3d.MBRi程序包对双体低层建筑风场开展了多工况干扰特性的数值模拟研究,通过对数值模拟结果的流场分析和表面风压分析发现,双体建筑串列布置时,上风建筑对下风建筑风压影响较大;双体建筑并列布置时,两幢建筑相互之间的影响较小。(4)利用所搭建的风场数值仿真平台,基于自定义分区方法,对研究对象之低层建筑风场开展大规模分区并行数值仿真,研究发现通过使用适当的核数和均衡配置每个核的计算任务实现负载均衡,能充分发挥集群的峰值性能,可提高并行计算效率。本文的创新点主要是搭建了基于多块网格系统及Caffa3d.MBRi程序包的风场数值仿真平台;利用所构建的风场数值仿真平台开展大规模分区并行计算,探讨了负载均衡的分区方式对集群效率的影响,以挖掘集群的峰值性能。