近年来,在全球TOP500超级计算机中,越来越多的异构、众核处理器被采用。我国的超级计算机研究已经跻身世界前列,其中我国自主研发的超级计算机“神威·太湖之光”,从2013年6月到2017年11月已在全球TOP500排名中连续10次排名第一。随着高性能计算领域的竞争越来越激烈,基于高性能计算平台的算法、程序与应用软件也越来越受到重视。格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)是计算流体力学中一种十分重要的数值模拟方法,该方法基本粒子的碰撞迁移思想以及采用笛卡尔网格划分方式,使其具有天然的并行性、简单的边界条件处理,特别适合在超级计算机上进行复杂问题的大规模并行数值计算。本硕士论文首先在单层网格的格子Boltzmann方法及“神威·蓝光”超级计算机上研发的并行计算程序基础上,实现了程序在“神威·太湖之光”平台上的并行计算与优化。提出使用双缓冲和寄存器通信模式来对通信时间进行隐藏,并且在从核进行计算时,主核负责调整离散的数据存储,加快了从核访问主存的速度,使得通信时间进一步降低,获得了较高的并行效率。在并行效率得到验证的基础上,选取NACA0012标模作为计算模型计算了一系列不同攻角下的流动情况,并计算了升力系数随攻角的变化以及8度攻角时翼型表面的平均压力系数分布,计算结果与文献结果吻合。针对单层网格在计算复杂边界模型时冗余网格量大和以往多层网格的格子Boltzmann方法仅限于单节点等问题,提出了跨节点多层网格的格子Boltzmann方法,并在“神威·太湖之光”计算平台上进行了实现和优化。根据多层网格的生成规则和网格分布不均匀的特点,适当地调整MPI任务划分以达到负载的相对平衡,有效地降低了整体计算时间。在格子Boltzmann方法程序应用方面,基于多层网格的格子Boltzmann方法和“神威·太湖之光”计算平台,选取了串列双圆柱和30P30N翼型进行了计算,并对双圆柱和30P30N翼型的表面压力系数进行了分析,与文献结果吻合,表明多层网格的格子Boltzmann方法程序可以准确地模拟复杂流动。此外还选取了某飞机全机模型进行了计算实验,得到很好的模拟结果,为利用具有完全自主知识产权的应用程序与软件开展飞机气动力计算打下了很好的基础。