稀薄气体高超声流动的非结构DSMC的并行化计算

采用非结构化三角网格为基本网格单元，在可变硬球（VHS）分子模型、Borgnakke-Larsen唯象模型、Bird的化学反应几率模型及壁面CLL反射模型的基础上，本文用Fortran语言编制了能够模拟内能松弛、热力学非平衡和化学非平衡的稀薄气体直接模拟Monte-Carlo（DSMC）源程序。针对多核计算机上进行并行计算实现技术，将并行OpenMP的模型应用于DSMC方法，编制了可在多核计算机中进行数值模拟的非结构DSMC并行程序。分别对不同稀薄领域的不同工况高超声速气体绕圆柱流动问题进行数值模拟，得到热非平衡态对飞行器流场的影响。通过数值结果的比较，验证了编制的DSMC并行程序的正确性和合理性，以双CPU、双核计算机为例，并行后的计算效率提高了近一倍。这些数值结果对飞行器流场特性分析和有效地完成飞行器热防护具有重要意义。