文章轉(zhuǎn)載自我的公眾號(hào)“CAE林麗”，歡迎大家關(guān)注。

最近在一個(gè)國外的網(wǎng)站上看到了這樣一篇文章，頗有些感觸，于是做了一些翻譯和整理的工作，分享給大家。這雖然是一個(gè)軟件的軟廣（確切的說是推廣一種仿真的服務(wù)模式，而不是軟件）：你只需要花一筆錢，上傳一個(gè)3d文件，簡單設(shè)置一下條件，第二天就能得到一份完整詳細(xì)的報(bào)告。對(duì)于一些雇傭不起專門的仿真團(tuán)隊(duì)的小型科技企業(yè)，這種業(yè)務(wù)模式無疑是非常吸引人的。而對(duì)傳統(tǒng)的仿真工程師來說，可以說是一種危機(jī)，也是一種轉(zhuǎn)機(jī)---即便你有很牛逼的網(wǎng)格劃分技術(shù)和軟件使用技巧，今后也將變得一文不值，但你也會(huì)有更多時(shí)間，投入到對(duì)工程問題深入的探究中。對(duì)工程問題的深入理解，對(duì)仿真結(jié)果的正確解讀，和對(duì)工況的正確簡化和選取，才是一個(gè)仿真工程師立于不敗之地的利器。

如果你是那種想起做一個(gè)流體仿真就滿頭大汗，擔(dān)心自己是否能完成任務(wù)，害怕記住Navier-Stokes方程全部內(nèi)容的人，那么你會(huì)為使用AirShaper而感到高興。在比利時(shí)安特衛(wèi)普，一個(gè)由5人組成的小團(tuán)隊(duì)成功地開發(fā)了一個(gè)流體模擬工具，它非常容易使用，以至于普通的產(chǎn)品工程師都可以使用。不用再擔(dān)心了。你不必是一個(gè)專業(yè)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)分析師。

奧地利速滑冠軍Joost Vandendries上傳了一份自己的3D掃描模型，在分析了流線后，他對(duì)自己的外形和頭盔做了充分的改進(jìn)，使自己的速度增加了20公里。他現(xiàn)在離比利時(shí)的215公里每小時(shí)的紀(jì)錄只有幾步之遙。(圖片來自AirShaper)。

 過程很簡單:

1.將一個(gè)STL文件上傳到AirShaper網(wǎng)站。

2.定義模型相對(duì)于地面和風(fēng)向的位置。只需要點(diǎn)擊一兩下。

3.設(shè)定風(fēng)速。

4.告訴AirShaper希望它有多精確(低，中，高)。

5.輸入您的信用卡。

 就這樣!第二天，你就會(huì)收到一封郵件，告訴你方案可行。不用花那么多錢去買軟件，也不用花幾個(gè)星期去進(jìn)行學(xué)習(xí)。不需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格。也沒有任何技術(shù)問題會(huì)提醒你，讓你不得不去報(bào)培訓(xùn)班學(xué)習(xí)流體力學(xué)。

 目前，只有STL文件可以通過網(wǎng)絡(luò)接口被自動(dòng)接收，但是公司可以通過電子郵件接收STEP和IGES文件。

 模型位置可以在屏幕上直接進(jìn)行驗(yàn)證，如果放置不正確，你也可以讓它圍繞軸旋轉(zhuǎn)調(diào)整。流線的功能通過視覺顯示，幫助你看清楚空氣流動(dòng)的方向。

 如果你覺得不得不等待24小時(shí)才能拿到報(bào)告,那么請(qǐng)注意,結(jié)束后報(bào)告有30頁,包含許多氣流的圖像模型,數(shù)據(jù)表和一份詳盡的描述將測試全部聯(lián)系在一起。如果是你，要花多長時(shí)間才能做出來?

•  沒有網(wǎng)格

 網(wǎng)格劃分相關(guān)的過程，AirShaper將不會(huì)讓用戶看到，它努力消除任何關(guān)于網(wǎng)格、網(wǎng)格大小、網(wǎng)格細(xì)分或自適應(yīng)網(wǎng)格的界面。對(duì)于那些完全沒有模擬背景的用戶來說，這是完美的。

 基本上你不需要知道任何有關(guān)CFD的知識(shí)，就可以使用AirShaper。

 就這么輕松地完成一個(gè)CFD模擬，毫無疑問，你會(huì)想是不是被騙了。AirShaper是不是就是個(gè)游戲或玩具,結(jié)果是不是可信,或者他們是不是CG虛擬的效果,就像你看到的“基于物理特效電影”。請(qǐng)放心，AirShaper基于開源的CFD代碼OpenFOAM，有很多專業(yè)的擁護(hù)者。求解類型為RANS (reynolds -average Navier-Stokes)雙方程模型:標(biāo)準(zhǔn)k-omega和SST k-omega。這不是兒戲。這是真正的CFD。

 此外，AirShaper利用自己的技術(shù)使網(wǎng)格具有適應(yīng)性，實(shí)際上就是增加關(guān)鍵區(qū)域的網(wǎng)格密度，而OpenFOAM代碼沒有這個(gè)功能。

 為了保護(hù)用戶免受傷害，該程序限制了氣流速度，允許最大馬赫數(shù)為0.3馬赫，在Navier Stokes方程有效的可壓縮亞音速范圍內(nèi)。

• 自行車騎行的測試

 在STL文件導(dǎo)入后，旋轉(zhuǎn)的輔助工具幫助模型調(diào)整到正確的方向上。假流線驗(yàn)證空氣方向。CAD模型是從GrabCAD下載的。

AirShaper會(huì)煞費(fèi)苦心地解釋一些基本的東西，他們知道很多正在閱讀報(bào)告甚至做分析的人可能不是流體分析師，甚至不是工程師。奇怪的是，在我們的測試案例中，騎自行車的人會(huì)被顯示出一個(gè)Cd(阻力系數(shù))，這個(gè)Cd(阻力系數(shù))很接近公共汽車，這是自行車騎行者沒想到的。(圖片來自AirShaper報(bào)告。)

車手頭部、胸部、胯部的高壓區(qū)域清楚地顯示出車手比自行車有更多的空氣阻力。(圖片來自AirShaper報(bào)告。)

 根據(jù)AirShaper的計(jì)算，車手需要大約150瓦的消耗才能達(dá)到10米/秒的速度(22英里/小時(shí))，這是合理的，因此，它可以粗略地檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。即使使用最簡單的網(wǎng)格選項(xiàng)也可以達(dá)到這種精度。

                                             結(jié)果顯示最高和最低的氣壓。(圖片來自AirShaper報(bào)告。)

AirShaper會(huì)生成一份31頁的報(bào)告，里面充滿了流線、停滯圖，甚至是噪音分析，這些都會(huì)讓你看起來非常熟悉CFD，逼格很高。這份報(bào)告將有足夠的基本理論，沒有工程背景的首席執(zhí)行官也會(huì)理解它。它煞費(fèi)苦心地解釋Cd(阻力系數(shù))一般是什么，以及你的Cd與任何人都能識(shí)別的對(duì)象(公共汽車和建筑物)之間的關(guān)系。

 在所有CFD程序中，AirShaper可能沒有最高的易用性。Autodesk 的Force Effect Flow本來更簡單(你可以只上傳一張照片，2D的)，但隨著它所有的Force Effect產(chǎn)品都停止開發(fā)，F(xiàn)orce Effect Flow也被終止了。

 我們很好奇，一個(gè)小創(chuàng)業(yè)公司是如何成功地創(chuàng)建這樣一個(gè)易于使用的CFD程序的，同時(shí)主流仿真軟件供應(yīng)商一直保持CFD的復(fù)雜性。也想知道這個(gè)軟件背后的東西,我們來到了AirShaper創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Wouter Remmerie在安特衛(wèi)普的家中。他正在照顧小孩，他把一個(gè)嬰兒放在床上后，招呼起我們來。

Aquilo概念車的設(shè)計(jì)是為了證明氣流可以產(chǎn)生可用的側(cè)向力。Wouter用OpenFOAM做的模擬，他用學(xué)到的OpenFOAM知識(shí)，創(chuàng)造了AirShaper。(圖片由AirShaper)。

 Wouter的計(jì)劃是由他設(shè)計(jì)的一款名為Aquilo的賽車發(fā)展而來的，用一種非常不尋常的方式來控制它——側(cè)向的空氣動(dòng)力。賽車通常采用氣流作為垂直力(翼面向下的力來增加轉(zhuǎn)彎速度和防止飛起來)，但采用橫向氣流則是第一次。Wouter為此申請(qǐng)了專利。不過，盡管法拉利和豐田競爭激烈，但兩家公司都沒有把這個(gè)想法帶到賽道上。他們說，重要的側(cè)向力所需要的空氣通道占用了汽車太大的寬度，Aquilo被放棄了。

然而，為Aquilo開發(fā)的OpenFOAM接口加上概念車風(fēng)洞測試替代品的需求，使得Wouter開發(fā)出了AirShaper。

•  我們希望

現(xiàn)在通過ANSYS Discovery Live能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行模擬，我們很好奇為什么用戶要等一天才能得到來自AirShaper的結(jié)果，特別是使用粗網(wǎng)格時(shí)。

           三維模型的結(jié)果也可以發(fā)給您，您可以旋轉(zhuǎn)您的模型，也可以將它放大。(模型由Sketchfab提供)

 AirShaper這份31頁的報(bào)告充滿了圖片。為了便于生成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式，他們使用預(yù)設(shè)的邊、頂、前和后視圖的流動(dòng)結(jié)果。某些結(jié)果，如流線，顯示在二維切片視圖中。但是圍繞3D物體的流動(dòng)不是二維的。即使是對(duì)稱的平面，包括垂直的平面，可以穿過自行車的長度方向和車手，也會(huì)有流動(dòng)交叉，比如湍流。

 用戶可以請(qǐng)求一個(gè)3D PDF文件，允許用戶移動(dòng)并放大和縮小模型周圍。由于已經(jīng)生成了數(shù)據(jù)，因此3D視圖對(duì)AirShaper來說不需要額外的成本，不像改變流體或模型，需要處理時(shí)間和成本。我們希望3D PDF是標(biāo)準(zhǔn)的，而不是特別的要求。

 美國的用戶可能會(huì)對(duì)AirShaper是否能按照他們的測量單位抱有遲疑。沒錯(cuò)，現(xiàn)在這個(gè)程序似乎沒有將結(jié)果更改為美國的單位(磅，英尺)。雖然我們自己可以進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換，但如果AirShaper能提前做好了，那就更好了。此外，購買AirShaper服務(wù)是用歐元進(jìn)行的，這讓人們更加關(guān)注這樣一個(gè)事實(shí)：你寶貴的數(shù)據(jù)不僅要離開你家，還要離開你的國家。

•  多少錢

 

每次售價(jià)最低199歐元(粗網(wǎng)格)而每次售價(jià)499歐元（細(xì)網(wǎng)格）；如果你在看到結(jié)果后再改變你的幾何形狀，那你必須再次支付同樣的金額；根據(jù)詳細(xì)的計(jì)劃，AirShaper會(huì)給“掃描”提供50%的折扣，也就是所謂的相對(duì)于氣流改變模型的朝向；終極版允許在設(shè)計(jì)模型和最后的網(wǎng)格上進(jìn)行一些“微調(diào)”。詳細(xì)版的和終極版都包括一些電話支持。

 Fresh Air

 當(dāng)然，批評(píng)Fresh Air是雞蛋里挑骨頭，對(duì)它來說是不公平的，如果不是因?yàn)锳irshapre，很多工程師可能沒有能力或意愿去完成CFD模擬。Airshapre解決了常規(guī)的CFD障礙，免除了訓(xùn)練、模型清理和準(zhǔn)備、嚙合等問題。這個(gè)示例固然簡單，但提交運(yùn)算只花費(fèi)了10分鐘，其中超過一半的時(shí)間用于導(dǎo)入CAD模型和輸入信用卡信息。

 總的來說，AirShaper很容易使用，這是CFD領(lǐng)域的第一款這種產(chǎn)品。我們贊賞AirShaper讓人更容易接近接近CFD，而多年來CFD因被最優(yōu)秀的從業(yè)者牢牢地控制著而臭名遠(yuǎn)揚(yáng)。雖然現(xiàn)在所有的工程軟件都承諾要民主化，但AirShaper確實(shí)做到了。

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