■ 田晓沛 南希 宋红超 项洋 龙星宇 付磊 周亦成 邵飞 / 中国航发研究院

具备大规模并行计算能力的全三维内流数值仿真软件可充分发挥超算潜能，实现航空发动机内流的高精度仿真。但理论起点高且可靠稳定的大规模并行全三维内流数值仿真软件的开发，属于典型的多学科交叉课题，难度很大。而基于并行框架的代码重构是一种合理可行的软件研发技术路径。

目前，基于个人工作站小规模并行计算的全三维定常流/非定常流数值仿真，已经被广泛用于压气机气动性能评估，成为压气机气动设计不可或缺的核心要素[1-2]。但现阶段数值仿真的网格规模及其时间步长严重受限于个人工作站的计算能力，产生一定离散误差；同时，数理模型也不可避免地产生不可忽略的误差。数值仿真精度并不高，会随算例及工况的不同出现波动，使压气机性能评估存在较大不确定性[1,3]。

提高流场数值模拟精度，一方面可通过理论突破，减少数理模型固有偏差；另一方面，可通过增加网格规模，提高时空分辨率，减小离散偏差。事实上，前者的实现相对困难[4]，较为现实的解决方案是通过大量试验数据，对数理模型进行校正，需要消耗大量的人力、物力和时间；而后者则可通过基于超算的大规模并行计算实现，相对容易。同时，航空发动机精细化设计需求，牵引着跨学科优化设计、多学科耦合设计、整机仿真、数字孪生[5]等技术不断发展，而支撑这些技术发展最基本、不可或缺的工具就是具备大规模并行计算能力的全三维内流数值仿真软件。……