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2024-03-07 17:47:02

CFD仿真模拟_百度百科

真模拟_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心CFD仿真模拟播报讨论上传视频流体动力学收藏查看我的收藏0有用+10本词条缺少概述图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！CFD是英文Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学）的简称。它是伴随着计算机技术、数值计算技术的发展而发展的。简单地说，CFD相当于"虚拟"地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。可以认为CFD是现代模拟仿真技术的一种。1933年，英国人Thom首次用手摇计算机数值求解了二维粘性流体偏微分方程，CFD由此而生。1974年，丹麦的Nielsen首次将CFD用于暖通空调工程领域，对通风房间内的空气流动进行模拟。之后短短的20多年内，CFD技术在暖通空调工程中的研究和应用进行得如火如荼。如今，CFD技术逐渐成为广大空调工程师和建筑师解决分析工程问题的有力工具。中文名CFD仿真模拟外文名Computational Fluid Dynamics发展依据计算机技术、数值计算技术创始人Thom目录1优点2基本介绍▪建立模型▪数值算法▪结果可视3解决问题▪组织设计▪环境分析▪性能研究4研究▪基础研究▪应用研究优点播报编辑CFD是一种模拟仿真技术，在暖通空调工程中的应用主要在于模拟预测室内外或设备内的空气或其他工质流体的流动情况。以预测室内空气分布为例，目前在暖通空调工程中采用的方法主要有四种：射流公式，Zonal model，CFD以及模型实验。由于建筑空间越来越向复杂化、多样化和大型化发展，实际空调通风房间的气流组织形式变化多样，而传统的射流理论分析方法采用的是基于某些标准或理想条件理论分析或试验得到的射流公式对空调送风***流的轴心速度和温度、射流轨迹等进行预测，势必会带来较大的误差。并且，射流分析方法只能给出室内的一些集总参数性的信息，不能给出设计人员所需的详细资料，无法满足设计者详细了解室内空气分布情况的要求；Zonal model是将房间划分为一些有限的宏观区域，认为区域内的相关参数如温度、浓度相等，而区域间存在热质交换，通过建立质量和能量守恒方程并充分考虑了区域间压差和流动的关系来研究房间内的温度分布以及流动情况，因此模拟得到的实际上还只是一种相对"精确"的集总结果，且在机械通风中的应用还存在较多问题。模型实验虽然能够得到设计人员所需要的各种数据，但需要较长的实验周期和昂贵的实验费用，搭建实验模型耗资很大，有文献指出单个实验通常耗资3000~20000美元，而对于不同的条件，可能还需要多个实验，耗资更多，周期也长达数月以上，难于在工程设计中广泛采用。另一方面，CFD具有成本低、速度快、资料完备且可模拟各种不同的工况等独特的优点，故其逐渐受到人们的青睐。由表1给出的四种室内空气分布预测方法的对比可见，就目前的三种理论预测室内空气分布的方法而言，CFD方法确实具有不可比拟的优点，且由于当前计算机技术的发展，CFD方法的计算周期和成本完全可以为工程应用所接受。尽管CFD方法还存在可靠性和对实际问题的可算性等问题，但这些问题已经逐步得到发展和解决。因此，CFD方法可应用于对室内空气分布情况进行模拟和预测，从而得到房间内速度、温度、湿度以及有害物浓度等物理量的详细分布情况。进一步而言，对于室外空气流动以及其它设备内的流体流动的模拟预测，一般只有模型实验或CFD方法适用。表1的比较同样表明了CFD方法比模型实验的优越性。故此，CFD方法可作为解决暖通空调工程的流动和传热传质问题的强有力工具而推广应用。比较项目：-1、射流公式2、ZONALMODEL3、CFD4、模型实验房间形状复杂程度简单较复杂基本不限基本不限对经验参数的依赖性几乎完全很依赖一些不依赖预测成本最低较低较昂贵最高预测周期最短较短较长最长结果的完备性简略简略最详细较详细结果的可靠性差差较好最好适用性机械通风，且与实际射流条件有关机械和自然通风一定条件机械和自然通风机械和自然通风基本介绍播报编辑什么是CFD?简单地说，CFD就是利用计算机求解流体流动的各种守恒控制偏微分方程组的技术，这其中将涉及流体力学(尤其是湍流力学)、计算方法乃至计算机图形处理等技术。因问题的不同，CFD技术也会有所差别，如可压缩气体的亚音速流动、不可压缩气体的低速流动等。对于暖通空调领域内的流动问题，多为低速流动，流速在10m/s以下；流体温度或密度变化不大，故可将其看作不可压缩流动，不必考虑可压缩流体高速流动下的激波等复杂现象。从此角度而言，此应用范围内的CFD和数值传热学NHT(Numerical Heat Transfer)等同。另外，暖通空调领域内的流体流动多为湍流流动，这又给解决实际问题带来很大的困难。由于湍流现象至今没有完全得到解决，目前HVAC内的一些湍流现象主要依靠湍流半经验理论来解决。总体而言，CFD通常包含如下几个主要环节：建立数学物理模型、数值算法求解、结果可视化。建立模型建立数学物理模型是对所研究的流动问题进行数学描述，对于暖通空调工程领域的流动问题而言，通常是不可压流体的粘性流体流动的控制微分方程。另外，由于暖通空调领域的流体流动基本为湍流流动，所以要结合湍流模型才能构成对所关心问题的完整描述，便于数值求解。如下式为粘性流体流动的通用控制微分方程，随着其中的变量f的不同，如f代表速度、焓以及湍流参数等物理量时，上式代表流体流动的动量守恒方程、能量守恒方程以及湍流动能和湍流动能耗散率方程。基于该方程，即可求解工程中关心的流场速度、温度、浓度等物理量分布。数值算法上述的各微分方程相互耦合，具有很强的非线性特征，目前只能利用数值方法进行求解。这就需要对实际问题的求解区域进行离散。数值方法中常用的离散形式有：有限容积，有限差分，有限元。目前这三种方法在暖通空调工程领域的CFD技术中均有应用。总体而言，对于暖通空调领域中的低速，不可压流动和传热问题，采用有限容积法进行离散的情形较多。它具有物理意义清楚，总能满足物理量的守恒规律的特点。离散后的微分方程组就变成了代数方程组，表现为如下形式可见，通过离散之后使得难以求解的微分方程变成了容易求解的代数方程，采用一定的数值计算方法求解式表示的代数方程，即可获得流场的离散分布。从而模拟关心的流动情况。结果可视上述代数方程求解后的结果是离散后的各网格节点上的数值，这样的结果不直观，难以为一般工程人员或其他相关人员理解。因此将求解结果的速度场、温度场或浓度场等表示出来就成了CFD技术应用的必要组成部分。通过计算机图形学等技术，就可以将我们所求解的速度场和温度场等形象、直观地表示出来。可见，通过可视化的后处理，可以将单调繁杂的数值求解结果形象直观地表示出来，甚至便于非专业人士理解。如今，CFD的后处理不仅能显示静态的速度、温度场图片，而且能显示流场的流线或迹线动画，非常形象生动。解决问题播报编辑CFD用于解决以下几类暖通空调工程的问题。组织设计通风空调空间的气流组织直接影响到其通风空调效果，借助CFD可以预测仿真其中的空气分布详细情况，从而指导设计。通风空调空间通常又可分为：普通建筑空间，如住宅、办公室、高大空间等；特殊空间，如洁净室、客车、列车及其它需要空调的特殊空间。利用CFD设计的某体育馆高大空间和某空调客车内部的气流组织结果中，用色调的暖冷表示温度的高低，矢量箭头的长短表示速度的大小，将空调空间内的流场形象直观地表示出来。环境分析建筑外环境对建筑内部居者的生活有着重要的影响，所谓的建筑小区二次风、小区热环境等问题日益受到人们的关注。采用CFD可以方便地对建筑外环境进行模拟分析，从而设计出合理的建筑风环境。而且，通过模拟建筑外环境的风流动情况，还可进一步指导建筑内的自然通风设计等。性能研究暖通空调工程的许多设备，如风机、蓄冰槽、空调器等，都是通过流体工质的流动而工作的，流动情况对设备性能有着重要的影响。通过CFD模拟计算设备内部的流体流动情况，可以研究设备性能，从而改进其更好地工作，降低建筑能耗，节省运行费用。研究播报编辑CFD在暖通空调工程的应用始于1974年，国外在这方面发展较快，目前国内也有一些大学或科研机构在对此进行研究。就其研究方向而言，主要可分为两方面：基础研究和应用研究。目前，美国、欧洲、日本等发达国家对CFD的基础和应用研究都处于领先水平，我国的清华大学等也有较为独特的研究方向。下面简要介绍。基础研究目前CFD在暖通空调工程的应用基础研究方面，主要有如下新动态：(1)室内空气流动的简化模拟：美国MIT，从描述空调风口入流边界条件的方法、湍流模型等方面进行研究，以对室内空气流动进行简化模拟；中国清华大学，研究空调风口入流边界条件的新方法、湍流模型以及数值算法，建立室内空气流动数值模拟的简捷体系；(2)室内外空气流动的大涡模拟：美国MIT、日本东京大学，研究大涡模拟这一高级湍流数值模拟技术在室内外空气流动模拟中的应用，目前已经开始尝试用于建筑小区和自然通风模拟等；(3)室内空气流动模拟和建筑能耗的耦合模拟：美国MIT，通过将简化的CFD模拟方法和建筑能耗计算耦合对建筑环境进行设计；应用研究(1)自然通风的数值模拟：美国MIT、中国香港大学等，主要借助大涡模拟工具研究自然通风问题；(2)置换通风的数值模拟：美国MIT、丹麦Aalborg大学、中国清华大学等，如地板置换通风、座椅送风等；(3)高大空间的数值模拟：中国清华大学等，以体育场馆为主的高大空间的气流组织设计及其与空调负荷计算的关系研究；(4)VOC散发的数值模拟：美国MIT等，借助CFD研究室内有机散发污染物在室内的分布，研究室内IAQ问题；(5)洁净室的数值模拟：中国清华大学等；对型式比较固定的洁净室空调气流组织形式进行数值模拟，指导工程设计；新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

CFD仿真快速入门，全是干货 - 知乎

CFD仿真快速入门，全是干货 - 知乎首发于中小型航空发动机切换模式写文章登录/注册CFD仿真快速入门，全是干货tommstein北京航空航天大学工学博士1.CFD是拿来用的，不是拿来学的除非你是搞CFD理论的，比如一些数学或计算机专业的需要学习CFD理论，否则如果你是搞工程的，那么最好是将CFD作为工具，不要花费过多的精力去关注CFD内部细节，这些细节让那些学数学或计算机的人关注好了。将CFD当做自己可以信任的伙伴，投其所好即可。2.流体力学是雪中送炭，计算流体力学是锦上添花学习计算流体力学能够帮助我们更好地使用CFD软件，但相对于学习计算流体力学的时间来说，性价比很低。当然如果你有大把的空闲时间的话，系统的学习计算留体力学是可以的。相反，学习流体力学可以帮助我们更好的理解物理现象，更有助于使用CFD。3.计算所用的模型都是需要进行校准的CFD中的计算模型参数在真正计算之前都是要进行校核的，大量系统默认参数会影响我们的计算结果，也会使我们对计算结果丧失信心。4. 计算结果是要进行校核的软件的计算结果受很多因素影响，通常情况下都是要和实验测量值进行比较，否则计算结果可能自己都不相信。5.网格引起的误差没有模型引起的误差大计算模型引起的误差要远比计算网格引起的误差大。选错了模型，设错了边界条件或初始条件，可能会出现错误的计算结果。而单纯的网格质量，通常只会影响计算精度和收敛性。6.收敛的结果不一定是正确的，但不收敛的结果一定是错误的收敛时必要的，不管是稳态计算还是瞬态计算。7.很多时候购买计算机硬件不如更深入的了解模型深入了解模型后对计算模型进行简化，可以极大的降低计算资源开销，这往往比扩充硬件来的有效。当然土豪除外。关于学习CFD看什么书，你需要知道第一阶段：《流体力学》《计算流体力学基础》《数值传热学》《Computational fluid dynamics The basics with applications》《Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer》《An Introduction to Computational Fluid Dynamics—The Finite Volume Method》《Computational Fluid Dynamics—A Practical Approach》……第二阶段：软件自带User's Guide和Tutorials各类软件学习图书（入门可以找本书看看，深入学习还是要看软件自带教程）关注“南流坊”和“流体仿真” 第三阶段：《莫生气》《佛经》《老子》《思想政治》《论持久战》第四阶段：《颈推病康复指南》《腰推间盘突出日常护理》《心脏病的预防与防治》《高血压降压宝典》《强迫症的自我恢复》《精神病症状学》第五阶段：《活着》关于CFD软件，你需要知道1.最好的参考资料是CFD软件附带的文档成熟的商业软件通常都附带有完善的帮助文档，那是最好的参考资料。没有人能比编制程序的人更熟悉软件的操作。2.从实际工程入手，要比从CFD理论入手快得多找一个实际工程项目，自己独立的去完成，当项目完成的时候，你会发现你的CFD技术已经有了质的飞跃。如果你是从CFD理论入手，你会发现你所学习的理论很难在实际工程中有用武之地，时间久了你会丧失所有的信心。当然如果你有三五年的时间可以学习CFD理论的话，此条作废。3.通常情况下，软件是可以被信任的成熟的商业软件通常都经过了严格的测试，就算是有BUG，也不是一个CFD新手能够触碰到的。如果新手都能触碰到软件Bug的话，这软件可以宣布销毁了。4.CFD软件不会知道使用者要做什么你不要妄想CFD软件能够理解你的意图，它们仅仅是将人们提供的数据按指定的规则进行加工而已。CFD软件也不会理解自己产生的数据。至少到目前为止是这样。关于前处理，你需要知道1.完全保留几何细节的模型并不一定是好模型对于复杂的工程模型，通常都需要对几何进行处理。保留所有的原始细节特征的几何模型，可能会导致网格数量剧增及网格质量下降。2.完全均匀的网格一般不是好网格一套好的网格一定是有密有疏，否则除非你是土豪，拥有无限的计算资源。3.影响计算的是网格质量，而非网格形状网格质量会影响计算收敛性和计算精度，但网格形状不会对这些产生影响。4.绝大多数求解器支持的是非结构网格，只有极少数求解器支持结构网格目前以及很难找到支持结构网格的求解器了。这里的非结构网格与结构网格指的是网格存储形式，而非网格形状，四边形和六面体同样可以是非结构网格。关于CFD计算结果，你需要知道1.计算结果是否正确，需要人工进行判断CFD软件不会告诉你计算结果是否正确，在它们的眼中，计算结果都是正确的，否则程序早就当掉了。2.数据往往比图形有说服力CFD软件能够输出花花绿绿的图片，然而在大多数情况下，这些花花绿绿的图片仅仅只是作为点缀，真正有用的还是数据。3.计算结果应用得好不好，取决于使用者的理论功底而非软件操作熟练度要想用好CFD计算数据，必须对物理现象有充分的认识，否则只能使用试错法。软件操作熟练度除了能让你鼠标点得更准确外，对于CFD数据的利用没有任何作用。额外分享一个关于CFD快速入门方法在学习任一款软件初期，先不管这软件的背景和理论，先找那种stepby step的实例，做上十个八个这种实例再说。在做实例的初期，可能会存在很多困惑，而且随着实例越做越多，困惑也会越来越多。不过没有关系，尽管做下去，什么都不要想，就一味的模仿再模仿。每个实例最好多做几遍，直到放开资料也能操作的程度。此时软件的界面基本上算熟悉了。在熟悉软件界面的时候，囤积了很多的疑惑，可以将它们写在纸上，但是请不要在熟悉界面的时候去找问题答案。CFD软件界面熟悉之后，下一步该是有针对性的练习了，一般是根据自己所处的工程环境而去练习。CFD一般包括以下一些方面的内容：（1）常规的流动计算。这是所有CFD计算都要考虑的问题，比如说考察流场分布、升阻力变化等。这里面可能会涉及到层流与湍流的问题。初学者需要找本流体力学的书去看看层流和湍流是如何区分的，需要看看计算流体力学中关于湍流模型的介绍，比如说为何要使用湍流模型、各种湍流模型的形式及适用场合、湍流模型与计算网格之间的联系等等。（2）传热计算。虽然现实世界中传热现象无处不在，不过如果在一些可简化为等温的情况下，也并非一定要计算传热。如果要计算传热，最好具有传热学的一些理论基础，否则连自己要算什么都不清楚。一些特殊的物理现象往往必须要考虑传热，比如说相变、燃烧、可压缩流动等。（3）多相流计算。如果计算模型中存在多种流体，则可能会涉及到多相流。（4）组分扩散计算。这通常包含一般的组分扩散及化学反应过程。化学反应过程最常见的物理现象是燃烧。（5）其他的一些物理现象。这些不同的物理现象背后都有其理论基础，如果要想将CFD软件应用到自己的工程中，只有操作基础是远远不够的，还需要努力去掌握这些流体理论。总结一下，CFD门外汉快速入门的方法：前期大量的模仿实例，后期恶补工程背景，闲暇看看计算流体力学理论。发布于 2020-02-26 21:43计算流体力学（CFD）仿真仿真模拟赞同 964131 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录中小型航空发动机动力

一文带你了解计算流体力学CFD及其应用领域 - 知乎

一文带你了解计算流体力学CFD及其应用领域 - 知乎切换模式写文章登录/注册一文带你了解计算流体力学CFD及其应用领域yanfabu仿真工程师，工程研发创新分享计算流体力学的发展计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics）简写为CFD，经过半个世纪的迅猛发展，这门学科已经是相当的成熟了，一个重要的标志就是近几十年来，各种CFD通用软件的陆续出现，成为商品化软件，服务于传统的流体力学和流体工程领域，如航空、航天、船舶、水利等。随着CFD通用软件的性能日益完善，应用的范围也不断的扩大，在化工、冶金、建筑、环境等相关领域中也被广泛应用。现代流体力学研究方法包括理论分析，数值计算和实验研究三个方面。这些方法针对不同的角度进行研究，相互补充。理论分析研究能够表述参数影响形式，为数值计算和实验研究提供了有效的指导；试验是认识客观现实的有效手段，验证理论分析和数值计算的正确性；计算流体力学通过提供模拟真实流动的经济手段补充理论及试验的空缺。更重要的是，计算流体力学提供了廉价的模拟、设计和优化的工具，以及提供了分析三维复杂流动的工具。在复杂的情况下，测量往往是很困难的，甚至是不可能的，而计算流体力学则能方便的提供全部流场范围的详细信息。与试验相比，计算流体力学具有对于参数没有什么限制，费用少，流场无干扰的特点。出于计算流体力学如此的优点，我们选择它来进行模拟计算。简单来说，计算流体力学所扮演的角色是：通过直观地显示计算结果，对流动结构进行仔细的研究。计算流体力学在数值研究大体上沿两个方向发展，一个是在简单的几何外形下，通过数值方法来发现一些基本的物理规律和现象，或者发展更好的计算方法；另一个则为解决工程实际需要，直接通过数值模拟进行预测，为工程设计提供依据。理论的预测出自于数学模型的结果，而不是出自于一个实际的物理模型的结果。计算流体力学是多领域较差的学科，涉及计算机科学、流体力学、偏微分方程的数学理论、计算几何、数值分析等，这些学科的交叉融合，相互促进和支持，推动了学科的深入发展。CFD方法是对流场的控制方程用计算数学的方法将其离散到一系列网格节点上求其离散的数值解的一种方法。控制所有流体流动的基本定律是：质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。由它们分别导出连续性方程、动量方程（N-S方程）和能量方程。应用CFD方法进行平台内部空气流场模拟计算时，首先需要选择或者建立过程的基本方程和理论模型，依据的基本原理是流体力学、热力学、传热传质等平衡或守恒定律。由基本原理出发可以建立质量、动量、能量、湍流特性等守恒方程组，如连续性方程、扩散方程等。这些方程构成连理的非线性偏微分方程组，不能用经典的解析法，只能用数值方法求解。求解上述方程必须首先给定模型的几何形状和尺寸，确定计算区域并给出恰当的进出口，壁面以及自由面的边界条件。而且还需要适宜的数学模型及包括相应的初值在内的过程方程的完整数学描述。求解的数值方法主要有有限差分法（FDM）和有限元（FEM）以及有限分析法（FAM），应用这些方法可以将计算域离散为一系列的网格并建立离散方程组，离散方程的求解是由一组给定的猜测值出发迭代推进，直至满足收敛标准。常用的迭代方法有Gauss-Seidel迭代法、TDMA方法、SIP法及LSORC法等。利用上述差分方程及求解方法既可以编写计算程序或选用现有的软件实施过程的CFD模拟。计算流体力学应用领域近十多年来，CFD有了很大的发展，替代了经典流体力学中的一些近似计算法和图解法，过去的一些典型教学实验，如Reynolds实验，现在完全可以借助CFD手段在计算机上实现。所有涉及流体流动、热交换、分子输运等现象的问题，几乎都可以通过计算流体力学的方法进行分析和模拟。CFD不仅作为一个研究工具，而且还作为设计工具在水利工程、土木工程、环境工程、食品工程、海洋结构工程、工业制造等流域发挥作用。典型的应用场合及相关的工程问题包括：航空工程CFD在航空和国防工业中的应用经历了一个长期的发展过程，取得了令人瞩目的成绩。在激烈的竞争环境中，CFD在改进飞行设计中起到了关键性的作用。实际上，很多工程师已将CFD和空气动力学结合起来用于诸如飞机机翼升力的计算。随着CFD计算技术和计算机能力的提高，其使用更为简便，人们在计算升力之外，其应用范围已经得到很大拓展。今天，CFD正用于求解很多困难的实际问题，而这些问题用过去的计算工具是难以分析或求解的。汽车工程现在，汽车工程师们正在依靠更多的模拟技术将提出的新车设计概念付诸实施。计算机辅助工程已经处于革新汽车内部系统的技术前沿，可以更好地全面提升驾驶体验，改善驾破员和乘客的舒适性和安全性，井且进一步降低油耗，计算流体力学长期以来一直是汽车设计和制造中的一个基本要素。除了航空航天工业外，汽车工业在研究制造中也大量使用了CFD技术。因此，作为工程模拟工具，即使面对最困难的挑战，CFD仍然在许多工业领域中得到很好的应用。生物科学工程医学研究者现在依靠模拟工具帮助预测人体中血液循环流动状态，数值模拟能够提供实验难以得到的有价值的信息，而且CFD还可以对很多流体动力学参数进行研究。同时，CFD 在制药工业也有广泛的应用。化学和采矿工程很多世界必需品源于化学工业和采矿业，这些工业通过物理或化学方法加工原材料，消耗大量的热能和电能，为食品、保健品以且先进的计算技术设备和生物技术设备提供初级产品，面对不断加剧的竞争，这些工业面临的主要挑战是既要满足当前世界性的需求，同时时未来发展丑不造成损害，这就要求生产过程更高效、更安全以及更少污染物的排放。民用和环境工程政府、研究机构以且企业正在职融寻求途径满足环境保护法，在维持一定生产水平、满足市场不断增加需靠的同时，保证减少环境污染。在很多时候，CFD模拟已经成为解决环境问题的核心技术。能源工程在不断竞争的能源市场中，设备制造商们转向CFD寻求技术支持，以便更好地了解和提升能源工业中的设备和工艺。尽管传统的发电方式仍在广泛使用，但已经出现了具有潜力的可再生能源，如凤力发电。为使投资得到最大回报，CFD已经被用于风力发电涡轮叶片的优化设计当中，使之在不同的来风条件下能产生恒定的功率。通过CFD的风能资源评估，工程师可以更好地研究风力发电站的经济性，正确的模拟结果可以减少投资风险。体育随着体育水平的不断提高，特别是在奥运赛场上，运动员的水平都在伯仲之间，体育比赛的胜负差距非常微小，为了在比赛中获得胜利，不得不为提高器材的性能投入大量的资金。体育器材的流体动力性能越来越重要，越来越多的优秀运动员、运动队以及体育设备制造商们都在努力从先进的流体模型中获取比赛空气动力的有利条件，越来越多的体育器材外形的研究成果逐渐为人们所认可。同时，CFD不仅可以研究体育运动器械等硬件设备，还可以对运动员的运动技巧进行分析，针对不同运动员的自身条件，通过计算分析，制定更为科学量化的竞技动作和训练内容。发布于 2020-05-27 10:16计算流体力学（CFD）数值模拟赞同 381 条评论分享喜欢收藏申请

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CFD 模拟软件有哪些？ - 知乎

CFD 模拟软件有哪些？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册计算流体力学（CFD）计算机辅助工程 (CAE)CFD技术CFD 模拟软件有哪些？介绍一下目前市场上的CFD模拟软件及特点关注者600被浏览710,510关注问题写回答邀请回答好问题 171 条评论分享35 个回答默认排序知乎用户@gg gg (同名的太多，也不知道@对没有) 的这个list比较齐全，主流的应该都有了。开源代码的话，OpenFOAM 应该是最佳的，但对于非研究领域来说，还是直接买商用软件，并获取对方技术支持比较方便经济。本答案补充对通用商用CFD软件的一些个人观感。背景介绍和软件特色据我所知，国内比较流行的通用商用程序还是 fluent(老牌的), cfx, star, adina(流固耦合和非线性上首屈一指，开发者是学术界大牛Bathe), comsol(有限元，声场分析有特色). acuSolve 是 hyperworks 收购的软件，开发者具有深厚的学术背景(Hughes的学生Fazin)，(利益相关：我曾实习期间做过acuSolve的support)，方法用的是有限元，计算收敛性上有一些优势，功能模块全面性上和FLUENT比有差距。Abaqus 也有开发了通用的流体计算模块，时间不久，不熟悉因此不予置评，但由于开发时间较短，所以相信和老牌的CFD商用软件还有些差距吧。另外，FLACS 在爆炸，安全行业经验较足。flow3d 擅长自由液面分析。PowerFLOW 用的是 LBM 方法，在解决一些普通CFD方法不能解决的问题时候有优势而且适合并行，但目前工程使用积淀还不够，所以前景还不明朗。等等等等。计算精确性计算精确性上面难以比较优劣，不同算法在不同问题上计算的精度是不同的。只能说对于任意问题，在模型合适，边界准确的情况下，商用软件至少都能给出很物理的答案。和实验结果吻合度上参数，单元，和模型选择很重要。在市场推广上则常常是公说公有理，婆说婆有理。比如在有限元计算软件的对比中，常有类似以下的说法，A软件算梁问题比B软件算的会偏刚一些。这些说法是不严谨的，A默认用的是一种单元，B默认用的是另一种单元，两者各有各的最佳应用情况，不能简单对比，从某一个算例的准确性推断某一个软件优于另一个软件。我实习期间参考过一份CFD软件对某一问题计算结果的对比报告，具体情况不便透知，但结论是四个CFD软件在计算同一问题，但雷诺数有所不同的情况下和实验结果吻合度上各有各的优势 (当然内部报告嘛，acuSolve 的结果是很好的，毕竟acuSolve 是以准确和鲁棒为卖点的嘛)。市场国内整体上市场占有方面 fluent + CFX > star, comsol, adina, etc。一是历史原因(fluent 普及性高)，二是和 ANSYS 的高占有率有关。哪个好？不好说，基本计算功能大家都有，全面和普适性，以及技术文档的丰富程度上 fluent+CFX 最好，但其它的软件也是各有特色的(如上)。在风电行业，汽车行业，ANSYS FLUENT/CFX 和 Star 的人都有。adina 在学术研究，生物力学，土木桥梁上有人用。acuSolve (以及它的简单版VWT虚拟风洞) 在国外汽车行业，石油平台有应用，国内推广时间短，还没有广泛应用。但某个行业内谁是主流还不好说，毕竟我不是做市场的，而且每个行业内甚至每个公司都有偏好。企业往往会在满足自己需求的前提下，考虑成本和各自工程师的工作经验等因素来选择软件。补充回答Solidworks 的知友不知道是利益相关还是顺嘴说的，但反正我是不认同的。Solidworks, UG/Proe 这些软件在 CAD 行业是非常优秀的(Solidworks是我最喜欢的3D建模软件，丝毫没有黑它的意思)，虽然目前这些公司也不遗余力地向 CAE 行业扩展，提供给设计师一个简单的计算平台，但要说主流，恐怕还差不少距离。在设计上，从CAD 到 CAE 再回到 CAD 有一个迭代优化改方案的过程。CAD工程师会用CAE工具是好事，可以为产品设计减少时间和经济成本。但往往这些软件照顾到 CAD 工程师对计算力学的理论知识的缺乏，相比传统CAE软件，会将模型和计算简单化，让它成为一个黑匣子，故帮助文档自然也不会涉及到很多理论的东西。但这里潜在的问题是：尤其是在 CFD 这个计算准确性难以保证，还常常缺乏实验数据的领域，而一个做计算的工程师不懂力学理论，不懂算法基础，如何确保自己的模型是符合实际的？如何说服自己和客户算的东西是对的呢？又如何谈 in CFD, we trust 呢？这不是在黑CAD工程师，因为即使对CAE工作者而言，上述问题也是绕不开的坎。而是在说明设计师如果也懂计算，对力学基础有深入理解，做一个“全栈”工程师，是一件多么宝贵的事。写在后面个人知识涵盖面有限，恐怕不能全面介绍，如有疏漏欢迎指正。我已经尽量保证了客观，但可能在我不知道的情况下也有偏见。如果误导了您，请勿拍勿砸。---------------------另外，最高票回答被折叠了，不知道为什么，可能是转载不规范吧。他的答案目前在网上已经流传比较广了，出处不明。据我所知，最早的一篇帖子在这里（需要有simwe论坛号码），由song-fengqiang 整理或者撰写，当然也不排除还有更早的。CFD软件对比-song-fengqiang，Simwe仿真论坛(forum.simwe.com)，CAE/CAD/CAM/，FEA/FEM/有限元分析论坛-(手机验证注册)编辑于 2016-05-06 09:15赞同 14219 条评论分享收藏喜欢收起莎士比如工科女博士/CFD/时尚杂志撰稿人/科技公司创业者关注今天科研不顺答个简单的问题好了说几个做多相流模拟的开源求解器首先OpenFOAM树大根深枝繁叶茂求解器种类繁多当然也包括多相流官方版本以interFoam为代表有一系列基于VOF的求解器双相势流，粘流，可压不可压问题都可以直接求解另外还可以耦合6自由度的刚体运动缺陷是OpenFOAM基于非结构化网格的有限体积法计算精度最高好的情况下就到2阶其次挪威科技大学开发的REEF3D专门适用于海洋或者海岸工程代码是C++编写的使用高阶格式有限差分和正交网格用浸没边界法处理物面用水平集法(level set)捕捉自由液面算出来的东西效果是这样的最近还看到了一个软件用非结构网格做多相流的开源软件Fluidity使用自适应网格处理自由液面号称自由液面精确到表面张力都能算准说得这么好都是人家的代码哎哎哎大家继续努力啊以上发布于 2017-05-24 19:00赞同 11120 条评论分享收藏喜欢

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一文带你快速了解CFD！ - 知乎首发于数值模拟（CFD与CAE）切换模式写文章登录/注册一文带你快速了解CFD！BB学长中南大学工学硕士CFD的本质是由各类不同的数学方法组成的“生态系统”。CFD组成常见的做法是将其分为五个类别。包括数学方法(Mathematics)、维度(Dimension)、时域(Time Domain)、湍流和运动。这五部分组成组成了CFD计算，如何将他们叠加在一起决定了CFD计算的复杂程度。数学方法CFD的数学方法，一般有两类方法：边界元法和有限体积法。边界元法(Boundary Element Method，BEM)的计算速度非常快，但是基于势流理论，完全不考虑粘性，作了许多近似和简化，因此适用范围有限，求解精度较差，一般可以用于初步研究和优化。有限体积法(Finite Volume Mehtod，FVM)，最常见就是RANS算法，有限体积法的计算速度虽然较慢，但是计算精度较高，有限体积法不仅需要对边界进行网格划分，同样也需要对中间区域进行网格划分，是目前CFD中最常用的方法。通常人们谈论的CFD指的是就是基于FVM的CFD计算方法。维度二维或三维？几乎所有的现实情景都是3D的。那么什么时候我们需要2D模拟？比如说当我们作机翼优化时，我们可以只选取2D特征截面，这样就可以大大较少计算量，同时也能够起到优化机翼的目的。换句话说，在你需要获取单个组件或元素的详细性能特征时，2D模拟是一个很好的选择。真正全面的模拟是2D和3D的结合。时域稳态模拟或者非稳态模拟，取决于研究对象的特性。稳态模拟，目的是获得稳定的流动特性，计算成本低。比如说管道内流体以恒定的速度流动。非稳态模拟，计算成本更高，目的是获取目标物理量随时间的变化规律。在计算前，通常需要先运行一个稳态模拟来获得初始条件。湍流CFD计算最令人“头疼”的一个问题就是湍流。与湍流对应的流动就是层流，层流是较为简单，是为数不多可以得到解析解的物理现象。而在CFD中，对湍流的计算存在许多模型，包括RANS，LES，DNS等。（1）RANSRANS（Reynolds Navier-Stokes Equation），湍流运动充满随机性，因此对湍流进行描述的数学方程必然也是相当复杂，因此我们需要作相应的简化，RANS指的是平均化的纳维尔斯托克斯方程，本质上就是将湍流的随机效应作统计平均，在计算过程中，我们不需要追踪湍流运动的每一毫秒，我们只需要计算得到这些单位时间的平均影响。你可以想象为房间里的灯光，电在电线里是以非常快的速度进行循环，但你只需要关心房间灯光的亮度。（2）LESLES(Large Eddy Simulaiton)。RANS方法并不适用所有场景，RANS无法对涡进行捕捉。在湍流运动中涡的尺度有大有小，在LES方法中，忽略掉小尺度的涡流。而对于大尺度的、对流动会带来影响的涡，LES对其进行了模拟。但LES方法的计算成本要比RANS大得多。（3）DNSDNS(Direct Numerical Simulation)直接对纳维斯托克斯方程进行求解，不作简化，但计算成本过高，还未实际应用过。运动给你的研究对象设置运动方式(motion)，这需要改变研究对象的网格。选择一:不运动。这是传统的方法，即固定网格，这也是计算成本较低的一个选择。选择二：运动。就是定义运动对象，定义CFD模拟中一些机械的运动，但会带来额外的计算成本。选择三：DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction)动态流固耦合，这种方法可以得到运动的固体组件与运动中流体之间的相互作用。稳定差，计算成本高。最后我们比较这五个部分的计算成本。以图中蓝框作为基准，有限体积法+3维+RANS+无网格运动，一般这也是计算流体力学的基线。当然如果是多个部分的改变，计算成本不一定只是线性叠加。公众号：BB学长发布于 2021-04-18 15:24计算流体力学（CFD）流体湍流赞同 525 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录数值模拟（CFD与CAE）介绍CFD、CAE相关基础知识及

计算流体力学（科学分支）_百度百科

力学（科学分支）_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心计算流体力学是一个多义词，请在下列义项上选择浏览（共6个义项）展开添加义项计算流体力学播报讨论上传视频科学分支收藏查看我的收藏0有用+10本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。计算流体力学（Computational Fluid Dynamics）20世纪50年代以来，随着计算机的发展而产生的一个介于数学、流体力学和计算机之间的交叉学科，主要研究内容是通过计算机和数值方法来求解流体力学的控制方程，对流体力学问题进行模拟和分析。中文名计算流体力学外文名Computational Fluid Dynamics简称CFD应用于航空、航天、兵器等学科流体力学目录1简史2基本方程3低速无粘流动数值解▪迭代解法▪时间相关法▪交替方向隐式法▪有限基本解法4跨声速流动数值解5超声速流动数值解简史播报编辑流体力学和其他学科一样，是通过理论分析和实验研究两种手段发展起来的。很早就已有理论流体力学和实验液体力学两大分支。理论分析是用数学方法求出问题的定量结果。但能用这种方法求出结果的问题毕竟是少数，计算流体力学正是为弥补分析方法的不足而发展起来的。早在20世纪初，理查德就已提出用数值方法来解流体力学问题的思想。但是由于这种问题本身的复杂性和当时计算工具的落后，这一思想并未引起人们重视。自从40年代中期电子计算机问世以来，用电子计算机进行数值模拟和计算才成为现实。1963年美国的F.H.哈洛和J.E.弗罗姆用当时的IBM7090计算机，成功地解决了二维长方形柱体的绕流问题并给出尾流涡街的形成和演变过程，受到普遍重视。1965年，哈洛和弗罗姆发表“流体动力学的计算机实验”一文，对计算机在流体力学中的巨大作用作了引人注目的介绍。从此，人们把60年代中期看成是计算流体力学兴起的标志。计算流体力学的历史虽然不长，但已广泛深入到流体力学的各个领域，相应地也形成了各种不同的数值解法。就目前情况看，主要是有限差分方法和有限元法。有限差分方法在流体力学中已得到广泛应用。而有限元法是从求解固体力学问题发展起来的。近年来在处理低速流体问题中，已有相当多的应用，而且还在迅速发展中。基本方程播报编辑为了说明计算流体力学主要方法，需先了解流体力学运动的基本方程的性质和分类。流体力学的基本方程是在19世纪上半叶由C.-L.-M.-H.纳维和G.G.斯托克斯等人建立的，称为纳维-斯托克斯方程，简称N-S方程 [1]，二维非定常不可压缩流体的N-S方程为：式中u、v为沿着x、y方向上的速度分量；t为时间；p为压力；ρ为密度；ν为运动粘性系数。在不同条件下，N-S方程的数学性质也不一样。①N-S方程描述粘性流体随时间而变的非定常运动。时间项和方程右边的高阶导数项决定方程的性质。它同二维热传导方程类似，属于抛物型方程。②粘性流体的定常运动是将原方程中的时间项省去。此时N-S方程的性质，取决于它的高阶导数项，和拉普拉斯方程一样，为椭圆型方程。③无粘流的欧拉方程是将N-S方程的右边粘性项略去而得。它也适用于可压缩流体。从形式上不容易判断欧拉方程的性质。因多数无粘流动皆为无旋流动，故如将欧拉方程改用速度势ψ表示，则二维定常可压缩气流的方程为：式中c为声速。此式是二阶偏微分方程的一般形式，其性质要看B2-AC 0而定。在超声速区，B2-AC0，即，上式类似于波动方程，为双曲型；在亚声速区，B2-AC0，即，上式便与拉普拉斯方程相同，为椭圆型。总之，流体力学的运动方程是极其复杂的非线性偏微分方程，具有各种不同的类型，而且往往还是混合型的。要全面描述流体的运动，还必须同时考虑其他方程，如连续性方程、能量方程和状态方程等。所以计算流体力学在很大程度上就是针对不同性质的偏微分方程采用和发展相应的数值解方法。低速无粘流动数值解播报编辑低速无粘流动数值解在无旋条件下，低速流动的速度势满足拉普拉斯方程或泊松方程。很多平面问题利用复变函数和保角映射可以求得解析解，这是经典流体力学的重要内容。但对几何形状比较复杂的物体，必须用下述的数值解法。迭代解法这是用逐步近似求解联立方程的方法，也是椭圆型微分方程的主要数值解法。此法程序简单，存储量与运算量均比较小，一般先假定一组初值，然后求每个网点上的新值。以五点格式为例，网点上的新值是邻近四点初值的平均。新值求出后，旧值还要保留，以便计算其他各点的新值。这种简单迭代收敛很慢，现已很少使用。但若稍加改进，用算出的新值冲掉旧值，并引进一个松驰因子，以加速收敛，将算出来的新值与原来的旧值加权平均，就成为50年代发展起来的逐次超松驰法。时间相关法这是用非定常方程求解定常问题的方法，常用于求解N-S方程和欧拉方程等。虽然用的是非定常方程，但所解的并不是非定常问题。根据给定的初始条件以及随时间改变的约束条件，非定常问题是研究流动随时间的演变过程。这种非定常行为和给出的初值很有关系。然而时间相关法的初值，原则上是随意选取的，只是须满足定常问题所规定的边界条件。在求解过程中，流动随时间的变化并不代表真实的物理过程。当时间足够长后，未知函数值逐步与时间无关，便渐近趋于定常解。所以时间相关法实际上也是一种迭代法，时间变量只不过是用来记录迭代的次数而已。交替方向隐式法流体力学的应用问题，往往是二维和三维的空间问题。由于稳定性的要求，时间步长受维数的限制，维数愈高，要求时间步长愈小，计算工作量也愈大。50年代中期D.W.裴斯曼和J.道格拉斯等人提出所谓交替方向隐式法，以加快计算速度。如在二维非定常方程中，第一步先对x的导数用隐式差分，而y方向的导数则用前一个的数值。第二步对y的导数用隐式差分，x方向的导数则用第一步算出来的数值。这一方法的优点是稳定性好，有足够的二阶精度，所产生的差分方程是三对角矩阵方程，便于求解。有限基本解法解位势流动的一种数值方法。航空工业中的低速飞机设计采用位势理论计算各种气动力参数，就是求解二维或三维拉普拉斯方程。在经典流体力学中，用基本解的叠加来解拉普拉斯方程的做法是很成功的。这种方法的要点是，用源、汇、偶极子的分布代替机翼和机身对流场的影响。它们的强度由边界条件确定，结果需要求解积分方程。对一些简单情况可以求解，对一般情况则比较困难。高速电子计算机的出现使这种积分方程的数值解法也有了突破。其主要思想是把积分方程离散化，积分方程代表源、汇等奇点在空间连续分布的总和。例如，若把机翼和机身表面，分割成若干个小单元，每个单元上的奇点强度取平均值。把这些奇点的总和叠加起来，就得出流场总的效应。因此，它用有限项的求和来代替积分，而最后要解的是一组代数方程。由于基本解都是具有奇点的函数，所以这种方法又称为有限奇点法或鳞片法。(见有限基本解法)跨声速流动数值解播报编辑跨声速流动的流场是既有亚声速区又有超声速区的一种混合流场。在不考虑粘性影响和小扰动的情况下，定常二维速度势方程是混合型的，即Vφxx+φyy=0，式中V是来流马赫数※与φx的复杂函数。V>0是亚声速区(椭圆型)，而V<0为超声速区(双曲型)。美国的E.M.穆曼和J.D.科尔在1971年首先采用混合差分格式，并运用松弛法成功地解出定常小扰动速度势方程。混合差分格式就是在亚声速区用中心差分格式，所有邻近网点上的条件都会影响计算点，而在超声速区，则用迎风格式，因为上游迎风网点正好是双曲型波动方程的依赖区。(见跨声速流数值计算)超声速流动数值解播报编辑在超声速流动中，主要问题是如何处理激波。用数值方法处理超声速流场中的激波现有两种方法。一是激被捕捉法，另一是激泣装配法。激波捕捉法对激波本身并不需作任何特殊处理，只是在计算公式中，直接或间接地引进“粘性”项，自动算出激波的位置和强度，以“捕捉”激波。其中又有所谓人工粘性和格式粘性两种方法。人工粘性方法是J.von诺伊曼和R.D.里希特迈尔于1950年首先提出的，它是以真实粘性流体的物理理论为基础的一种自动处理激波近似方法。该法是在激波层内，人为地加入粘性项，使激波间断变成光滑的过渡区。近年来，在超声速流动中得到广泛的应用。格式粘性是通过某种差分格式间接地引入粘性项拉克斯格式。拉克斯-文德霍夫格式和麦克马克格式都具有类似的效果。激波装配法是把激波仍当作间断面来处理，激波前后要满足激波跳跃条件。但是在普通坐标中，它的实现很困难。一般采用坐标变换，使激波位置(此时是未知的)和一个坐标轴重合，然后把激波看作内边界。这种处理是比较精确的，但也是很麻烦租不方便的。最好的办法是把激波捕捉法和激波装配法结合起来。例如在流场外围的离体激波用激波装配法，在流场内的激波用激波捕捉法。(见超声速无粘绕流数值解)粘性流功数值解法可参见纳维-斯托克斯方程数值解、边界层方程数值解法和湍流数值计算等。 [1]新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

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CFD - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册CFDCFD，软件(ComputationalFluidDynamics），即计算流体动力学,简称CFD。CFD是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学。它以电子计…查看全部内容关注话题管理分享百科讨论精华视频等待回答切换为时间排序湍流研究中的若干错误Bill人生要做有意义的事情，而不是浪费才华而做无用功。[图片] （1）湍流产生的原因不是由于雷诺数的增大而产生的，而是由于机械能的梯度的变化而产生的。高雷诺数不是湍流产生的物理机理。例如，存在若干反例，在有的情况，在非常非常高的雷诺数下，也不会产生湍流。在有的情况下，在雷诺数非常非常低的情况下，也会产生湍流。雷诺数的准则不能解释这些反例。（2）湍流的产生不是由于非线性项的作用超过了粘性项的作用而产生的，而是它们之间的相互作用，产生了奇异性。奇异性是两者之间互…阅读全文赞同 2531 条评论分享收藏FLUENT---UDS 计算流体停留时间（空气龄）仿真秀App已认证账号作者： CFD计算王士刚CAE工程师如何提高仿真实力，冲击高薪，戳此了解详情这一篇文章我们讲一下如何用fluent进行计算流体停留时间，需要用到UDS，编程内容如下图所示，大家可以自行把这一段代码敲出来。 [图片] 1. 启动软件； [图片] 2. 读入case和data。其实这个完全可以用自己的任意一个case&data，只要是计算完的带有流场结果的就可以。 [图片] 注：计算空气龄之前流场是已经计算完毕的，就是说可以先把流场计算完成之后再单独计算自定义标量值…阅读全文赞同 11 条评论分享收藏CFD中好的网格质量应满足哪些指标要求？Fluid视界中国海洋大学海洋工程博士在读接玩CFD的人都用哪些网格绘制软件？今天我们来聊一聊CFD中的网格质量，都知道网格质量很重要，关系到模型是否收敛、模型的准确性，呢么什么样的网格算是好网格？我们绘制网格过程中应该遵循哪些网格绘制要求啊？1.模型简化：首先我觉得对于复杂的模型网格质量肯定比较难以保证，为此建议大家尽量进行适当的小小的简化模型以确保我们绘制的网格质量比较不错（这是最偷懒的方式，不建议）。举个例子，翼型的尾缘比较尖，这是整…阅读全文赞同 7添加评论分享收藏计算流体力学推荐书籍-CFD-朱蒙生上坡的人[图片] [图片] 计算流体力学课件-20220729.ppt (renrendoc.com)阅读全文赞同 1添加评论分享收藏和 C++ 相比，用 Fortran 编程是怎样的体验？王力乐物理学等 2 个话题下的优秀答主体验。呵呵。体验。我因此砸烂过一支键盘。具体情形，请参照“德国 boy”相关视频，自行脑补。哪怕知道可能要因此遭受一些人参公鸡，我也还是来学王垠，开一发地图炮吧。特别声明，以下内容基本都是调侃和玩笑，请看官不要太认真；特别地，这些问题，很大程度上是学界的代码开发模式的问题，Fortran 不过是这些问题的一个替罪羊罢了。开喷。 Fortran 是一个应该得到恰当的荣誉并下葬安息的亡灵。只是，今日之学界中，这个亡…阅读全文赞同 1683282 条评论分享收藏喜欢流体力学计算量甚大而且情况很复杂，能否用机器学习的问题来解决？Tenny-X浙江大学本硕 / 流体力学+深度学习流体力学+机器学习这个课题，我在硕士阶段死磕了两年半，对这个领域的感触还是比较深的。首先，题主指出了CFD的两大问题，其一是数值模拟的计算量大，其二是流体运动的情况很复杂。这两者需要分开来说。对于第一个问题（数值模拟的计算量大，求解耗时太长），机器学习是可以解决的。回想我毕业之前所看过的相关论文，主要有两种求解思路，一种是基于时间序列的预测，另一种是基于输入工况条件直接进行特定时刻或者稳态情况下的…阅读全文赞同 1011166 条评论分享收藏喜欢写大规模三维并行计算流体力学(CFD)求解器时，有什么经验和心得？凉风Lidar and drive关注这个问题一段时间了，觉得自己有资格回答一下。本人花了博三到博四一年半时间写了一套三维流固耦合程序，目前已经基本完工。主要是想计算叶轮机械的叶片流固耦合问题。主要模块：1. 二维/三维兼容的可压缩CFD：最基本的部分是重构、通量、隐式/显式时间推进等，然后是SST湍流模式，接着是基于ALE的动网格，在接着是openmp和mpi并行技术，最后是目前刚刚完成了旋转非惯性系和滑移网格。 2.二维/三维结构动力学CSD，包括多种…阅读全文赞同 868251 条评论分享收藏喜欢如何评价浙江理工大学窦华书教授对千禧年问题"纳维尔斯托克斯方程解的存在光滑性"的研究？Bill人生要做有意义的事情，而不是浪费才华而做无用功。去年10月在知乎上曾经有一个类似的问题，作者进行了逐条的回复。有些读者进行过评论，作者也耐心做了解释，点击下面链接：如何评价窦华书教授关于N-S方程解的存在性与光滑性的工作？ 2023年3月27日补充： 2023年4月26日，窦华书将有一个全球在线直播讲座，介绍，根据他的新方法，得到的关于“Navier-Stokes方程解的存在性和光滑性”的工作。对于去年写的知乎上的文章介绍的方法和结论，以及回答读者的疑问，没有任何改变。这些…阅读全文赞同 5添加评论分享收藏喜欢LBM 理论基础是如何推导出来的？Taichi 在数值计算方面有哪些优势？太极图形已认证账号作者介绍tau 同学，研一学生在读，目前主要针对多孔介质内的多尺度复杂流动的流动机理采用格子 boltzmann 方法展开研究。前言格子 Boltzmann 方法 (LBM) 自诞生以来就受到国内外众多学者关注，在大家的努力之下其在理论和应用研究等方面都取得了迅速的发展。与传统模拟方法不同，LBM 基于分子动理论，有着清晰的物理背景，其在宏观上是离散方法，在微观上是连续方法，因而被称为介观模拟方法，在许多传统模拟方法难以胜任的领…阅读全文赞同 3012 条评论分享收藏大涡模拟无法算出湍流是什么原因?BB学长中南大学工学硕士导读：介绍大涡模拟（LES）。LES特点在LES中，并不是所有的尺度都被建模，但大的湍流尺度被数值方法解决；由于网格分辨率的限制，较小的尺度涡流无法得到解决；LES的计算成本比RANS高得多；对于近壁流动计算成本非常昂贵。 [图片] LES的动机相比于RANS准确性的提升：具有大分离区的气流（停止的机翼/机翼、流过建筑物、涡流不稳定等）需要额外的信息声学-来自RANS的不可靠的声学频谱信息；涡空化，涡内低压引起空化，需要分辨涡；流…阅读全文赞同 492 条评论分享收藏喜欢前辈，计算数学计算流体力学方向cfd就业如何呢?Jackie LeeComputational Math & Mechanics——大概率不会 ANSYS、Abaqus、OpenFOAM 等软件。没有工学学位，HR 可能会觉得你不适合一些偏工程的岗位（比如企业的计算流体力学工程师，用软件进行模拟，辅助设计）。 ——Oh... ——那些岗位挣得也不多。。。有数学学位方便装x，利好教中学，利好转 ML、quant ——假设你是个没学过工科的金融 HR，一份航院、一份数学的简历摆在你面前，你觉得谁更合适？ ——Yeah!!! 硕博的区别不清楚，不转行当然要读博，不然你怎么进高校…阅读全文赞同 3611 条评论分享收藏喜欢和 C++ 相比，用 Fortran 编程是怎样的体验？Jackie LeeComputational Math & Mechanics注：本文中 Fortran 指 Fortran 95 及以后；FORTRAN 指旧式（77以前）的语言。首先纠正一个常见误区，Fortran 不等于 FORTRAN 77，也是一门现代语言（和 C 相比，支持封装、多态、继承等等，属于前 20 流行的语言），我认为相比 C++ 的缺点主要在于标准库（C++ STL）的缺失，没有好用的泛型容器──究其原因，原生 Fortran 不支持泛型编程（如 C++ 的模板元编程），泛型的库更是无从说起了。不过有一些第三方的解决方案，如 Fypp …阅读全文赞同 599 条评论分享收藏喜欢保姆级间断Galerkin方法(6)：1D标量保极值限制器吟雪千夏USTC数学博士在读高精度CFD算法我会在这周六晚上 7：30 开腾讯会议一起讲(4)(5)(6)的内容，包括理论到代码全部都会复现一遍，想听的小伙伴可以抓紧进群了噢。加群方式1：B站搜Scott_CFD，主页动态有群二维码加群方式2：直接私信我，我给你分享群二维码 Reference: [1] Xiangxiong Zhang and Chi-Wang Shu, On maximum-principle-satisfying high order schemes for scalar conservation laws. 完整程序上传到了 Github： GitHub - L1ssandra/Bilibili-DG-Lec…阅读全文赞同 2410 条评论分享收藏有哪些计算流体力学（CFD）大牛的故事？Jackie LeeComputational Math & Mechanics昨天才听了一个，来讲讲。主角是 Thomas JR Hughes，研究方向覆盖有限元、固体力学、计算流等多个领域，谷歌学术引用 126098（2021 年 7 月 29 日），是答主以前所知的引用量第二高的，第一是爱因斯坦…… Hughes 博士论文研究的就是血管里的流动，后来也提出了著名的 SUPG、Galerkin/Lease-Squares、Variational Multiscale 方法，来求解 CFD 问题，法国达索航空的 Falcon 喷气式飞机，就是用的他和合作者们开发的可压缩 Navier…阅读全文赞同 41223 条评论分享收藏喜欢90亿原子Kelvin–Helmholtz不稳定性的分子动力学模拟分子模拟全能助手阅读全文赞同 214 条评论分享收藏喜欢举报如何构造 PDE 的解析解？吟雪千夏USTC数学博士在读高精度CFD算法省流：随便指定一个解，然后代进 PDE 求导，把剩下的东西都扔到右端当成源项。考虑守恒律方程 [公式] ，我们经常需要通过一个精确解 [公式] 来验证格式的精度。例如，对于 DG 格式，我们一般是把初值 [公式] 作一个 [公式] 投影到分片多项式空间得到 [公式] ，然后运行到某个 [公式] 时刻，计算 [公式] 在某种模下的误差，然后不断加密网格，来测试格式的精度。但对于复杂的方程，例如我现在做的 MHD，解析…阅读全文赞同 4110 条评论分享收藏用 Taichi 实现两相流 VOF 法求解器，总共分几步？太极图形已认证账号在以往几期的流体计算技术博客中，我们介绍了 Taichi 编程语言在数值流体计算中的应用前景，并给出了一些常用计算模式下 Taichi 计算性能的测试结果。本次我们将探索数值计算流体中的另一个热门领域：两相流体，并尝试用 Taichi 实现一个基本的，同时可以用于多种两相流计算场景的模型。通过这篇文章，我们希望读者可以进一步看到 Taichi 在数值计算上的通用价值，以及在流体计算方面的广泛应用场景。 [图片] 两相流计算与 VOF 法简介 …阅读全文赞同 481 条评论分享收藏如何看待B站up主北斗导航Compass（朱帅臣）宣布要编著一本流体力学教材？汪洋洋和朋友们的计算咨询（武汉）有限公司员工如果羡慕人家当网红，你有能力也可以的。不要酸。如果谈论流体力学教材，就好好说流体力学教材。如果你情绪化的评价，大家也就随便看看了。给北斗点建议吧。虽然我觉得写教材很难，但是有想法总比没想法好吧。看到问题，尝试去解决，总比嘴炮强吧。冷嘲热讽几个意思？教材我看得不多，但是也不少。好的教材都是从讲义演变过来的，讲义是因教学活动诞生的。一门课上过多轮，精心打磨之后，才有可能变成教材。我也打算写教材，不…阅读全文赞同 1528 条评论分享收藏喜欢和 C++ 相比，用 Fortran 编程是怎样的体验？汪洋洋和朋友们的计算咨询（武汉）有限公司员工曾经的我也是这么认为，C++比Fortran好太多了。但是至从我系统学习了Fortran之后，个人认为语言就是语言。个人也相信，一个有着良好编程风格程序员是可以写出很好的fortran代码的。 Fortran最大的优点也是最大的缺点，就是太好上手了，随便看一两本书，就可以写出性能极好的代码。他天生就是给科学计算用的，他简洁，优雅。从语法角度，也就C语言可以媲美。但是C语言是给操作系统用的，所以要用好C语言，还真难。如果C语言水平…阅读全文赞同 22340 条评论分享收藏喜欢浏览量1.5 亿讨论量7.3 万帮助中心知乎隐私保护指引申请开通机构号联系我们举报中心涉未成年举报网络谣言举报涉企虚假举报更多关于知乎下载知乎知乎招聘知乎指南知乎协议更多京 ICP 证 110745 号 · 京 ICP 备 13052560 号 - 1 · 京公网安备 11010802020088 号 · 京网文[2022]2674-081 号 · 药品医疗器械网络信息服务备案（京）网药械信息备字（2022）第00334号 · 广播电视节目制作经营许可证:（京）字第06591号 · 服务热线：400-919-0001 · Investor Relations · © 2024 知乎北京智者天下科技有限公司版权所有 · 违法和不良信息举报：010-82716601 · 举报邮箱：jubao@zhihu.

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