摘要：作為一種典型的鈍體繞流,方柱繞流具有物體幾何外形簡(jiǎn)單而流場(chǎng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的特性,常規(guī)的基于RANS的數(shù)值計(jì)算方法難以準(zhǔn)確模擬。DNS不使用任何湍流模型,直接求解完整的非定常流動(dòng)控制方程組,模擬包括脈動(dòng)在內(nèi)的湍流所有非定常流動(dòng)量的時(shí)空演變過(guò)程,是湍流數(shù)值模擬中最精確的方法,在復(fù)雜流動(dòng)數(shù)值模擬方面的應(yīng)用潛力巨大。本文自主設(shè)計(jì)和編制并行數(shù)值模擬程序,使用基于"神威·太湖之光"國(guó)產(chǎn)CPU架構(gòu)的大規(guī)模并行計(jì)算,開(kāi)展了中等雷諾數(shù)(Re=10 000)方柱繞流的直接數(shù)值模擬。其中:不可壓N-S方程組采用基于交錯(cuò)網(wǎng)格的有限體積法離散;壓力-速度耦合采用SIMPLE算法處理;離散得到的代數(shù)方程組采用Gauss-Seidel迭代求解;時(shí)間步進(jìn)采用Euler隱式格式,對(duì)流項(xiàng)采用QUICK格式,耗散項(xiàng)采用中心差分格式;數(shù)值模擬程序的并行化使用MPI方法處理。文中重點(diǎn)分析了方柱繞流的復(fù)雜渦系結(jié)構(gòu),同時(shí)給出了部分湍流統(tǒng)計(jì)結(jié)果,并通過(guò)與RANS和LES模擬結(jié)果的對(duì)比分析,展現(xiàn)了DNS在復(fù)雜精細(xì)流場(chǎng)模擬方面的優(yōu)勢(shì)。