飛行器高速流動的異構並行數值模擬（簡體書）

本書系統闡述了非結構/混合網格技術在複雜外形數值模擬中的關鍵技術與工程實踐。全書圍繞混合網格的生成、優化與異構並行計算三大核心展開，重點突破複雜工程應用中的技術瓶頸。
在網格技術方面，研究提出了二維多邊形三角剖分算法和三維多面體Delaunay-陣面推進混合剖分方法，建立了黏性邊界層網格生長動力學模型，有效解決了複雜幾何的網格適配難題。創新性提出飄帶區域分解算法，通過多層次分區策略實現負載均衡與數據交換優化；開發了基於有限體積法的Eikonal方程求解方法，精確計算網格壁面距離；設計了各向異性自適應算法，顯著提升激波和邊界層的捕捉精度。
數值方法上，採用格子中心型有限體積法構建Navier-Stokes方程求解體系，集成AUSM+UP、k-ω SST等先進空間格式與湍流模型，創新引入基於網格重排序的LU-SGS隱式算法，大幅提升收斂效率。通過激波繞射、高超聲速圓柱/雙橢球繞流等經典算例驗證，計算結果與實驗數據高度吻合，證實了方法體系的可靠性。
並行計算領域取得雙重突破：基於CPU集群的粗粒度並行平臺採用MPI消息傳遞機制，在超算系統實現億級網格高效計算，並行效率保持行業領先；針對GPU異構架構，首創MPI+CUDA異步多流並行算法，通過任務規劃優化數據吞吐，在普通工作站實現上億網格量計算，較傳統CPU平臺獲得100-300倍加速。兩類平臺經NACA翼型、進氣道、升力體等複雜構型驗證，兼具高精度與高效率特性。
工程應用方面，成功將異構並行平臺應用於空天飛機內外流耦合模擬，攻克高超聲速狀態下多物理場耦合難題。進氣道表面壓力分佈計算結果與風洞實驗誤差小於5%，驗證了技術體系的工程實用價值。研究最終形成覆蓋網格生成、數值計算、並行加速的完整技術鏈條，為飛行器氣動設計提供了強有力的工具支撐。
本書系統集成了混合網格技術領域近十年的創新成果，在算法原創性、平臺通用性、工程適用性等方面均取得顯著突破，對推動計算流體力學在航空航天等複雜工程領域的應用具有重要參考價值。