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單而流場結構非常復雜的特性,常規的基于RANS的數值計算方法難以準確模擬。DNS不使用任何湍流模型,直接求解完整的非定常流動控制方程組,模擬包括脈動在內的湍流所有非定常流動量的時空演變過程,是湍流數值模擬中最精確的方法,在復雜流動數值模擬方面的應用潛力巨大。本文自主設計和編制并行數值模擬程序,使用基于"神威·太湖之光"國產CPU架構的大規模并行計算,開展了中等雷諾數(Re=10 000)方柱繞流的直接數值模擬。其中:不可壓N-S方程組采用基于交錯網格的有限體積法離散;壓力-速度耦合采用SIMPLE算法處理;離散得到的代數方程組采用Gauss-Seidel迭代求解;時間步進采用Euler隱式格式,對流項采用QUICK格式,耗散項采用中心差分格式;數值模擬程序的并行化使用MPI方法處理。文中重點分析了方柱繞流的復雜渦系結構,同時給出了部分湍流統計結果,并通過與RANS和LES模擬結果的對比分析,展現了DNS在復雜精細流場模擬方面的優勢。