赖翔

仿真技术综合了跨学科、跨专业等多应用领域的信息技术、数学思想，以计算机为工具，依托系统模型对假想或实际的系统开展研究测试，被广泛应用于各类复杂产品的研发设计中。本文根据航空发动机设计仿真的特点，对高性能计算在此场景下的应用特征进行了探索，提出了解决仿真需求的技术途径。

一、 航空发动机仿真计算特点

航空发动机仿真，涉及了内流气动热力学、结构力学、材料等多个学科的相关技术，其依托高性能计算基础资源并利用CAD/CAE等专业应用软件，实现对航空发动机整机、部件以及系统的高效率、高保真耦合数值模拟。其仿真计算过程可分为前处理、求解、后处理三个阶段。

（一）前处理。前处理的主要工作是进行几何模型、网格模型的建立。首先参照实物状态进行建模，然后对照几何模型设定计算域并进行网格划分，最后配置求解前的各边界条件、初场等，完成计算参数的设定。

（二）求解。求解主要是利用计算机CPU对仿真模型进行分析，计算各个网格单元结构，预测模型的变化特性、趋势等。其主要包含结构分析、流体动力学分析、电磁场分析以及多物理场的耦合分析等。

（三）后处理。后处理的主要工作是处理期望的求解结果，通常利用残差图、云图等相关特性图进行辅助分析，提取求解结果中的关键数值。

二、 航空发动机仿真算力需求分析

根据航空发动机仿真计算的特点，各阶段对硬件资源的需求不同，高性能计算资源的配置将直接影响仿真计算的效率表现。……