某CFD 計算軟件多CPU 并行計算效率研究

王炳亮 李輝樂

(廣船國際技術中心)

0 前言

隨著計算機軟件的發展，CFD 軟件采用并行計算模式大大降低計算時間，但是并不是計算資源越多計算所需時間同比減少，這主要是受到并行效率的影響。并行效率隨著計算資源的增加遞減，當并行效率降低到50%以下時，繼續增加計算資源反而會增加計算時間。另外考慮到使用的計算資源和節省的計算時間的性價比關系，本文推薦選用并行效率高于75%的并行模式。

不同網格量下，所需的計算資源及相應的并行效率是存在差異的，網格量越大需要的計算資源也就越多，本文以STARCCM+為例，通過對幾種網格量下計算工況的計算分析得出在不同網格量下推薦的最佳計算資源數量（計算核數）。本研究計算在廣州天河超算中心提供的多CPU 服務器上完成，每個CPU 含 24 個核數，可稱 1 個CPU 為1 節點。

1 主要參數

1.1 選用船型主要參數

總長：183.20m

型寬：32.00m

設計吃水：11.00m

排水量：abt.47700.0t

航速：14.5kn

1.2 自航工況選用螺旋槳主要參數

槳徑：7100mm

葉數：4

旋向：右旋

轉速：79.51RPM

盤面比：0.4

類型：定距槳

螺距（0.7R）：5863.43mm

圖1 船體幾何模型

圖2 螺旋槳幾何模

圖3 計算域

表1 工況1 的并行效率和加速比數值表

表2 工況2 的并行效率和加速比數值表

表3 工況3 的并行效率和加速比數值表

表4 工況4 的并行效率和加速比數值表

表5 工況5 的并行效率和加速比數值表

2 計算域

計算域設置如下，速度入口距尾垂線2.5 倍船長，壓力出口距尾垂線2 倍船長，底面距基線2 倍船長，頂面距基線1 倍船長，側面距中剖面1 倍船長。

3 計算……

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