开展水下螺旋桨噪声预报的研究,能辅助螺旋桨的设计优化以及提高舰船、潜艇等的声隐身性能,具有重要意义。目前展开的相关研究,一方面考虑空泡、声速、温度和深度等对辐射噪声的影响;另一方面着眼于螺旋桨与船体的耦合作用或距离螺旋桨几十公里之外的远场噪声预报等。据此,采用成本高昂的实验方法和长时间的理论分析都不理想,相比之下数值模拟方法成为最佳选择。但是,数值模拟也面临计算量大的难题,对此,高速发展的并行计算为其提供了有效的解决方法。近些年随着国家对超级计算机的重视和持续投入,国产超算性能在全球范围内名列前茅,为高性能并行计算的发展奠定了坚实的基础。根据文献调研,本文选择采用Open ACC（Open ACCelerator）并行编程模型和MPI（Message Passing Interface）并行编程模型来完成并行程序设计。在此基础上,考虑传统数值方法的局限性,格子Boltzmann方法（Lattice Boltzmann Method）具有天然的并行优势,同时在水下声场问题的处理中还具备数值弥散和耗散低的特点。由此,本文以水下螺旋桨远场噪声的预报为应用背景,基于LBM完成相应的并行程序设计,来达到提高噪声预报效率的目的。本文的主要研究成果如下:（1）基于Open ACC编程模型的并行程序设计。采用混合模拟框架,声源区利用LBM进行直接模拟,结合浸没式边界法实现流固耦合,传播区基于KFWH方程的声比拟理论计算远场声压。使用CPU和GPU的异构执行平台,基于Open ACC并行编程模型,分析和并行化计算热点,实现单机单GPU的并行程序设计。其次使用标准DTMB4119型螺旋桨模型验证程序的准确性,分别从水动力性能和远场噪声两方面来完成,得到计算结果的误差在允许范围之内。最后通过添加编译器优化选项、优化数据管理、适配数据结构和提高数据读写速度四个方面完成进一步优化,获得了53.46倍的加速效果。（2）基于Open ACC+MPI混合编程模型的并行程序设计。Open ACC卸载任务到GPU完成并行加速,MPI连接多个节点共同完成计算任务,结合两者的特性,完成并行程序从单机到超算平台上的移植,采用静态负载平衡策略,提出一种新算法,实现多节点多GPU的并行程序设计。同样使用标准DTMB4119型螺旋桨模型验证程序的准确性。其次提高网格密度与规模,进一步分析并行程序计算精度和性能。数值结果表明,随着网格规模增大,计算精度与性能都有较大的提升,同时在计算性能上,并行程序取得最高288.80倍的加速效果。