高Ra数Rayleigh-Bénard热对流的湍流特性研究是当前国际上的一个热门研究课题， DNS模拟计算是研究该课题的重要手段之一。当计算规模增大而网格数巨大时计算工作难以实现，高Ra湍流热对流的数值模拟研究面临重大挑战。本文创建了大规模高效并行计算的三维湍流热对流直接求解方法。采用FFT变换解耦压力泊松方程，将其变换成沿z方向上的块三对角方程组，并利用块三对角方程的MPI与OpenMP联立的大规模高效并行近似解求解方案，创建了可以高效并行计算的热对流直接求解方法。通过对该方法并行效率的验证计算，证明新的直接求解并行计算方法具有很好的并行效率和计算时效。三维窄方腔热对流的计算结果表明，本文方法计算的三维热对流特性是合理的。本文创建的可大规模高效并行计算的三维湍流热对流直接求解方法，也很可能是关于计算流体力学不可压NS方程大规模高效并行计算在特殊情况中计算技术上的一个突破。
泊松方程直接求解 并行计算 Rayleigh-Bénard热对流 DNS