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湍流气固两相流是一个复杂的多物理、多尺度问题，为了捕捉流场小尺度涡结构对颗粒影响，数值模拟使用高分辨率均匀网格将会带来巨大的计算量。本文以湍流气固两相圆湍射流为研究对象，从基于小波过滤的网格自适应模拟算法和气固两相的分布式并行计算两个方面，开展了气固两相射流高效数值模拟算法研究。
首先，本文利用第二代小波的多分辨率解析和快速变换特性，构造了基于小波过滤的自适应网格(AMR)算法，将涡量场进行三维小波变换，得到涡结构与网格所关联的小波系数，再通过对小波系数过滤的方式，实现网格的自适应调整。并且在此基础上开展了三维单相圆射流直接数值模拟，模拟结果与相应实验结果较为一致，验证了本文自适应算法的准确性，此外对计算时间和数据存储量进行比较，结果表明基于小波的AMR算法相较于均匀网格，能够节省两个数量级的计算存储和时间。
进而，本文在上述AMR框架下，开发了基于欧拉-拉格朗日方法的气固两相流模拟并行算法。通过计算域分解并行的方式实现流场的分布式存储与计算，采用基于空间填充曲线的方法进行负载均衡的计算域划分，并且通过设定负载不均衡因子实现流场网格自适应过程中的计算域动态划分；通过建立颗粒与流场分块的映射，在网格自适应过程中和穿越边界时，实现并行计算进程之间的颗粒消息传递。最后，给出了基于小波的AMR气固两相流并行计算程序框架，通过并行测试说明了本文的颗粒并行算法能够在O(107)颗粒数量下，在256核心内保持线性的并行加速。
最后，在本文实现的AMR气固两相流并行计算程序框架的基础上，实现了AMR下的三维气固两相圆射流的大涡模拟，重点讨论了不同Stokes数条件下的颗粒在圆湍射流中的扩散特性，捕捉到了与前人实验观察结果相一致的颗粒分布规律，并且通过对计算时间和网格压缩率的分析，说明了本文建立的基于小波AMR和颗粒并行算法高效模拟气固两相射流的可行性。
首先，本文利用第二代小波的多分辨率解析和快速变换特性，构造了基于小波过滤的自适应网格(AMR)算法，将涡量场进行三维小波变换，得到涡结构与网格所关联的小波系数，再通过对小波系数过滤的方式，实现网格的自适应调整。并且在此基础上开展了三维单相圆射流直接数值模拟，模拟结果与相应实验结果较为一致，验证了本文自适应算法的准确性，此外对计算时间和数据存储量进行比较，结果表明基于小波的AMR算法相较于均匀网格，能够节省两个数量级的计算存储和时间。
进而，本文在上述AMR框架下，开发了基于欧拉-拉格朗日方法的气固两相流模拟并行算法。通过计算域分解并行的方式实现流场的分布式存储与计算，采用基于空间填充曲线的方法进行负载均衡的计算域划分，并且通过设定负载不均衡因子实现流场网格自适应过程中的计算域动态划分；通过建立颗粒与流场分块的映射，在网格自适应过程中和穿越边界时，实现并行计算进程之间的颗粒消息传递。最后，给出了基于小波的AMR气固两相流并行计算程序框架，通过并行测试说明了本文的颗粒并行算法能够在O(107)颗粒数量下，在256核心内保持线性的并行加速。
最后，在本文实现的AMR气固两相流并行计算程序框架的基础上，实现了AMR下的三维气固两相圆射流的大涡模拟，重点讨论了不同Stokes数条件下的颗粒在圆湍射流中的扩散特性，捕捉到了与前人实验观察结果相一致的颗粒分布规律，并且通过对计算时间和网格压缩率的分析，说明了本文建立的基于小波AMR和颗粒并行算法高效模拟气固两相射流的可行性。