随着计算机运行速度的提高和存储容量的加大,数值计算已成为与理论分析和实验研究并列的研究流体流动问题的方法。然而,由于流体流动的复杂性,使流场数值计算的工作量非常巨大,以至于利用目前运算速度最快的计算机仍无法仔细模拟大多数工程流场。因此,计算流体力学工作者一直在寻求更好的算法来大规模提高计算速度和计算规模。并行计算是目前最行之有效的方法之一。狭义地讲,并行计算就是在多个CPU上实现多组计算任务同时进行,使原来按序列依次进行的计算工作并行完成,从而大大提高计算效率。 本文旨在运用并行编程语言建立稳定、高效的并行环境,通过并行语言编程实现并行计算,解决传统的数值计算受计算资源所限和运算效率低的困难。 文中针对基于局域网的多处理器机群系统,介绍及应用了消息传递和共享存储模式的两种并行方法及其并行编程工具—MPI和OpenMP,并利用并行程序分析了两种并行方式的并行效率。 最后,本文通过融合MPI和OpenMP的区域分裂并行计算算法,运用非结构化网格有限元方法对复杂区域的温度场进行数值模拟,证明这种并行计算在解决实际问题中的可操作性和高效性。 通过分析比较得出结论:融合MPI和OpenMP能够在分布式共享存储的机群上高效地并行求解计算流体力学问题。它可以不受计算域形态的限制,也不受求解方程形式的限制。这种并行方法能够大幅度的缩短计算时间,提高计算效率。更有意义的是,它可以利用多台微机的内存实现单机无法模拟的大规模数值计算,由此解决了求解大型问题或对问题精密描述的难题。 MPI和OpenMP的并行功能是强大的,对于大规模科学计算有着重要的意义。通过本文的研究,可以预计这种模式的并行计算将在各个领域中得到广泛应用。