求解 Boltzmann 模型方程高性能并行算法在航天跨流域空气动力学应用研究

• 作者: 吴俊林 徐金秀 李志辉 白智勇 蒋新宇
• 来源期刊: 计算机学报
• 学科: 工学
• 关键词: 航天器 跨流域空气动力学 Boltzmann模型方程 统一算法 区域分解 高性能并行计算
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 计算机系统结构与高性能计算
• 页码范围: 1801-1811
• 页数: 11页
• 分类号: TP301
• 字数: 7276字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11897/SP.J.1016.2016.01801

摘要

对 Boltzmann 方程碰撞积分物理分析与可计算建模，得到适于描述航天再入从外层空间到近地面各流域统一 Boltzmann 模型方程，提出求解 Boltzmann 模型方程统一算法高性能并行计算数学模型。发展离散速度空间区域分解大规模并行计算技术，分析统一算法变量依赖关系，建立可扩展并行计算方案；研究数据并行分布与并行执行特征，开展大规模并行化程序设计，并在小、中、大规模256～512、4096～20625CPU 及异构计算机500～45000、3125～112500进程并行算法测试，建立稳定运行于国产千万亿次超级计算机高性能可扩展大规模并行算法与航天器再入跨流域复杂气动力／热绕流问题并行化软件应用平台。通过对稀薄流到连续流再入飞行不同高度可回收返回式卫星飞行器、近空间大尺度机动飞行器跨流域绕流环境不同粒度高性能计算与验证，揭示大尺度复杂结构飞行器跨流区飞行稀薄过渡流区热流系数比连续、近连续流区热流系数随物面变化剧烈得多、大得多，发现该类飞行器后端面热流最大值发生在水平舵外侧拐角处，达驻点热流六分之一量级，提供了一个可靠求解航天器再入各流域高超声速绕流问题统一算法高性能并行计算应用研究方向。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李志辉	中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所	68	329	10.0	15.0
5	吴俊林	中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所	17	40	3.0	5.0
6	蒋新宇	中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所	10	21	3.0	4.0
7	徐金秀		1	8	1.0	1.0
8	白智勇	中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所	7	28	3.0	5.0