粘弹性流体及粘弹性流体的控制技术被广泛应用在工业生产中。近些年来,高性能计算发展迅速,开展关于粘弹性流体大规模并行数值模拟的研究,可以为流体工程计算提供有效的科学和实践参考。而目前主流的粘弹性流体数值求解器在并行可扩展性方面仍存在着明显的缺陷,不能有效利用大规模的并行计算资源。因此,本课题针对粘弹性流体的大规模并行计算所面临的挑战,从宏-微观耦合求解器设计、代码实现以及并行算法优化等方面展开研究,主要工作和创新体现在:1.宏-微观耦合多尺度并行数值求解器BCF-FOAM的设计与实现本课题在开源CFD软件平台OpenFOAM上开发了一种粘弹性流体的多尺度数值求解器BCF-FOAM。通过深入分析布朗构象场(BCF)方法的基本原理和数学模型,在开源CFD平台OpenFOAM设计了数值求解器BCF-FOAM的总体架构;根据粘弹性流体宏-微观耦合数值模拟的求解流程,基于PISO迭代算法设计并实现了一种基于BCF方法的宏-微观耦合数值求解算法,并利用聚合物稀溶液的二维模拟应用测试和分析了BCF-FOAM在误差允许范围内是否可用。2.基于OpenFOAM实现了一种同时将网格和构象场进行分解的混合分解并行算法通过我们对粘弹性流体宏-微观耦合并行数值模拟的计算特征的深入分析,发掘了布朗构象场方法中微观构象场方程求解彼此相互独立的特点,本课题基于OpenFOAM平台实现了一种网格和构象场混合分解的并行数值求解算法,该算法在传统CFD并行计算方案中网格区域分解的基础上,引入构象场方程分解,显著提升了模拟问题的并行规模。3.混合分解算法的多线程优化与通信优化为了使多核处理器的优势可以得到进一步发挥,使程序潜在的数据并行性被发掘出来,我们引入了OpenMP的多线程技术,利用MPI和OpenMP的多级并行框架,对宏-微观耦合数值模拟求解器进行了优化,为我们下一步把构象场进行多线程优化的工作提供了一种思路。通过深入分析混合分解算法中的通信过程和平均通信时间,利用组通信中的广播和归约操作来替换原来主进程和对应从进程间的点对点通信操作,优化后的数值求解器的执行时间减少了近20%。