随着高性能计算技术和计算流体力学的发展,数值模拟已经成为粘弹流领域与实验同等重要的研究方法,并广泛应用于物理、化学、生命科学、材料以及生物医药等领域。然而,开发面向粘弹流领域的大规模并行应用程序仍存在困难,一方面,粘弹流本构理论尚不准确,无法完整描述粘弹流的所有特性,并行计算专家无法独立完成准确的应用模拟;另一方面,由于缺乏合适的并行应用框架,粘弹流领域专家无法在复杂的并行计算系统上开发高效的并行应用程序。因此,深入探究粘弹流高分子本构模型的特性,开发适合领域专家使用的粘弹流并行模拟平台,关乎国家的科技实力,具有重要战略意义。本文针对基于分子管道理论的Marruccian模型,在OpenFOAM开源软件上进行扩展,开发了面向粘弹流领域的并行模拟平台M-RHEO。本文的主要工作与创新点包括:在介绍相关背景和理论基础后,本文首先概述了粘弹流模拟的基本流程,着重对流体控制方程和Marruccian本构方程进行分析,借助Matlab模拟得到了纯剪切条件下本构曲线,深入认识了Marruccian模型。并通过粘弹流模拟的需求进行归纳总结,对计算平台提出了具有良好的交互配置方式、多样的数值离散方法、稳定的数值求解以及针对粘弹流的数据采集与分析四项要求。其次,针对所提出的需求,本文基于OpenFOAM开源流体模拟软件,对其进行扩展,开发了基于Marruccian模型的粘弹流并行模拟平台。分析了OpenFOAM的组织框架和数据结构基础,并制定了扩展功能与OpenFOAM的接口层次,构建了M-RHEO整系统的层次图;进一步着重对有限元计算方法、边界修正、特征数据提取以及Marruccian模型求解器四个部分的设计和实现进行了详细的阐述。最后,本文选取了粘弹流领域的两个经典BenchMark问题收缩流与绕圆柱流,对M-RHEO平台进行测试,包括网格构建、模型求解、数据提取等。在收缩流的测试中,本文模拟得到了非对称的流场振荡现象,并分析了Weissenberg数增加对流场的影响;在绕圆柱流模拟中得到了卡门涡街的模拟结果,并着重分析了高分子特性参数对流体特性的影响。实验结构表明,本文设计实现的M-RHEO平台能够取得较好的模拟结果,用户可以基于该平台对粘弹流问题进行有效模拟。