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流體力學

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創建者：劉文峰 創建時間：2015-12-26

流體力學的視頻教程

深度學習與流體力學結合
深度學習與流體力學結合

目錄 主要內容 經典流體力學與OPENFOAM入門 一、經典流體力學 核心要點： 1、回顧經典流體力學理論，掌握NS方程的基本求解方法和模型 2、探索流體力學在工業領域的多元應用 3、運用開源軟件OpenFOAM進行流體計算模擬的基本操作 4、流體力學求解模型認知(RNAS, LES) 實操環節： 1、OpenFOAM學習： 2、掌握OpenFOAM后處理操作 3、通過OpenFOAM

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流體力學基礎21講
流體力學基礎21講

這是我做的一系列流體力學教學視頻，一共有21講。 我是北京航空航天大學能源與動力工程學院的教師，講授本科生“氣體動力學”和研究生“粘性流體力學”。 這些視頻只要是非商業用途都可以免費學習與使用。 視頻是獨立制作的，并不與任何課程或者書籍完全對應。不過視頻中的內容和我寫的書《我所理解的流體力學》有較多相同的內容。 2020-12-28 注： 經常有人問我這個課的ppt或者課件。

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流體力學遇見深度學習：揭示微觀流動背后的智能力量
流體力學遇見深度學習：揭示微觀流動背后的智能力量

直播大綱： 前沿趨勢與挑戰概述 微尺度流動模擬中的難點與需求 深度學習如何賦能傳統流體模擬 流體力學中的AI建?？蚣?數據驅動建模 vs.

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流體力學圖1

流體力學的實例教程

流體力學，是研究流體（液體和氣體）的力學運動規律及其應用的學科。主要研究在各種力的作用下，流體本身的狀態，以及流體和固體壁面、流體和流體間、流體與其他運動形態之間的相互作用的力學分支。流體力學是力學的一個重要分支，它主要研究流體本身的靜止狀態和運動狀態，以及流體和固體界壁間有相對運動時的相互作用和流動的規律。在生活、環保、科學技術及工程中具有重要的應用價值。 計算流體力學的發展 計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics）簡寫為CFD，是20世紀60年代起伴隨計算科學與工程（Computational Science and Engineering, 簡稱CSE）迅速崛起的一門學科分支，經過半個世紀的迅猛發展，這門學科已經是相當的成熟了，一個重要的標志就是近幾十年來，各種CFD通用軟件的陸續出現，成為商品化軟件，服務于傳統的流體力學和流體工程領域，如航空、航天、船舶、水利等。隨著CFD通用軟件的性能日益完善，應用的范圍也不斷的擴大，在化工、冶金、建筑、環境等相關領域中也被廣泛應用。 現代流體力學研究方法包括理論分析，數值計算和實驗研究三個方面。
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05 宏觀尺度的連續流體力學 如果說統計物理是一座連接宏觀和微觀的橋梁，那么對于流體力學來說，橋梁的一頭是離散的微觀粒子，另一頭便是基于連續介質假定的經典流體力學。而努森數（Kn）則是這座橋梁的銘牌，它定義為分子平均自由程和宏觀物理尺度的比值，代表了流體的連續程度。 從努森數的定義可知，努森數越大，意味著物理尺度和分子平均自由程越接近，分子的離散效應越強，分子之間復雜的作用力越重要；反之，當努森數很小時，意味著物理尺度遠遠大于分子自由程，分子內部的相互作用開始被忽略，而宏觀流體的密度、速度、溫度和壓力等參量開始被關注，于是便成就了我們在書本里學到的經典流體力學。 經典流體力學刻畫的是人類生活和生產的時空尺度，其中最典型的代表便是描述流體運動的N-S方程。從歐拉的無粘運動方程開始，經過納維關于粘性的思考和柯西的張量思維，斯托克斯在1845年完成了N-S方程的推導，通過運動方程直接描述宏觀層面的流體運動。隨后，N-S方程歷經百年的發展和迭代，通過計算流體力學（CFD）的方式融入到了各行各業的工程應用中。
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計算流體力學的發展 計算流體動力學 (Computational Fluid Dynamics) 簡寫為CFD，經過半個世紀的迅猛發展，這門學科已經是相當的成熟了，一個重要的標志就是近幾十年來，各種CFD通用軟件的陸續出現，成為商品化軟件，服務于傳統的流體力學和流體工程領域，如航空、航天、船舶、水利等。隨著CFD通用軟件的性能日益完善，應用的范圍也不斷的擴大，在化工、冶金、建筑、環境等相關領域中也被廣泛應用。 現代流體力學研究方法包括理論分析，數值計算和實驗研究三個方面。這些方法針對不同的角度進行研究，相互補充。理論分析研究能夠表述參數影響形式，為數值計算和實驗研究提供了有效的指導；試驗是認識客觀現實的有效手段，驗證理論分析和數值計算的正確性；計算流體力學通過提供模擬真實流動的經濟手段補充理論及試驗的空缺。 更重要的是，計算流體力學提供了廉價的模擬、設計和優化的工具，以及提供了分析三維復雜流動的工具。在復雜的情況下，測量往往是很困難的，甚至是不可能的，而計算流體力學則能方便的提供全部流場范圍的詳細信息。與試驗相比，計算流體力學具有對于參數沒有什么限制，費用少，流場無干擾的特點。出于計算流體力學如此的優點，我們選擇它來進行模擬計算。簡單來說，計算流體力學所扮演的角色是：通過直觀地顯示計算結果，對流動結構進行仔細的研究。 計算流體力學在數值研究大體上沿兩個方向發展，一個是在簡單的幾何外形下，通過數值方法來發現一些基本的物理規律和現象，或者發展更好的計算方法；另一個則為解決工程實際需要，直接通過數值模擬進行預測，為工程設計提供依據。理論的預測出自于數學模型的結果，而不是出自于一個實際的物理模型的結果。
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流體力學深度學習建模技術研究進展 王怡星、韓仁坤、劉子揚、張揚、陳剛 摘要： 深度學習技術在圖像處理、語言翻譯、疾病診斷、游戲競賽等領域已帶來了顛覆性的變化。流體力學問題由于維度高、非線性強、數據量大等特點，恰恰是深度學習擅長并可以帶來研究范式創新的重要領域。目前，深度學習技術已在流體力學領域得到了初步應用，其應用潛力逐漸得到證實。以流體力學深度學習技術為背景，結合課題組近期研究結果，探討了流體力學深度學習建模技術及其最新進展。首先，對深度學習技術所涉及的基本理論做了介紹，闡釋流場建模中常用深度學習方法背后的數學原理。其次，分別對流體力學控制方程、流場重構、特征量建模和應用等幾個典型的人工智能與流體力學交叉問題應用場景所涉及的深度學習技術研究進展進行了介紹。最后，探討了流體力學深度學習建模技術所面臨的挑戰與未來發展趨勢。 關鍵詞: 深度學習, 流體力學, 降階技術, 流場重構, 幾何特征提取, 非線性系統建模 窗體底端 維度高、非線性強、數據量大是流體力學問題的主要特點。近年來火熱的深度學習技術由于以數據驅動為主、可以解決高維復雜問題，目前已在流體力學領域得到了一定應用。文章結合課題組近期研究探討了流體力學深度學習建模技術的最新進展。當前學術界關于流體力學與深度學習技術的交叉研究可以概括為以下三個方面： 1. 對流體力學控制方程的學習 通過從偏微分方程的數學求解出發，應用神經網絡進行輔助求解。主要可分為兩個思路：以偏微分方程整體為目標進行學習，以及只對雷諾應力等部分項進行的學習。 圖 1 翼型繞流渦黏系數云圖 上圖展示了西北工業大學張偉偉教授等采用神經網絡算法，以高雷諾數翼型繞流的S-A湍流模型計算結果為訓練數據，重構出渦黏系數與平均流動變量之間的映射關系。模型對于亞音速翼型附著流動，實現了與原始SA模型相當的性能。 2.
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秘密在于出風口的 “流體擴散角度”—— 通過設計格柵的形狀和角度，讓冷空氣以特定的速度和方向流動，避免局部溫度過低，這正是流體力學中 “射流擴散” 原理的應用。 不止生活：流體力學是科技突破的 “隱形引擎” 如果說生活中的應用只是 “冰山一角”，那在科技領域，流體力學簡直是 “全能選手”，從上天到入地，從微觀到宏觀，都有它的身影。 航天航空：沒有流體力學，就沒有 “飛天夢” 大家都知道飛機靠機翼產生升力，但很少有人知道，火箭發射時的 “姿態控制”，同樣依賴流體力學?；鸺谔罩酗w行時，沒有空氣作為 “受力介質”，如何調整方向？答案是 “推進劑噴射”—— 通過控制火箭發動機噴口處流體（燃料燃燒后的氣體）的噴射方向和速度，產生反作用力來改變姿態，而噴射過程中流體的壓力、流速變化，都需要用流體力學公式精準計算。 就連衛星在太空中 “曬太陽”，也得考慮流體力學。太空中存在極其稀薄的 “星際氣體”，雖然密度極低，但衛星高速飛行時，這些氣體與衛星表面的摩擦（即 “稀薄氣體動力學”，流體力學的分支）會影響衛星的軌道壽命，科學家需要根據流體力學原理，設計衛星的外形來減小這種摩擦。 醫療健康：從 “治小病” 到 “救大病” 的關鍵 你可能想不到，連感冒時擤鼻涕，都和流體力學有關。為什么用力過猛會導致耳朵疼？因為鼻腔和中耳之間有一條 “咽鼓管”，擤鼻涕時鼻腔內壓力驟升，空氣會順著咽鼓管涌入中耳，導致鼓膜受壓 —— 而醫生研究 “如何正確擤鼻涕”“鼻炎患者鼻腔內氣流變化” 時，用的正是流體力學中的 “管道流動壓力分析”。 更前沿的醫療領域，流體力學更是 “救命神器”。比如治療心臟病的 “心臟支架”，醫生需要模擬血液在支架內的流動狀態：流速過快會不會損傷血管壁？
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流體力學圖2

流體力學的相關專題、標簽、搜索

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流體力學的最新內容

[4] 01 建筑風環境仿真的關鍵技術 1.流體力學仿真 計算流體動力學（CFD）技術通過求解控制流體運動的納維-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations），在計算機上對建筑物周圍風流動所遵循的動力學方程進行數值模擬。
▲ 圖7 在25°C下純冷卻液與不同體積分數納米流體的剪切應力與剪切速率的關系：（a）氧化銅與（b）氧化鋁 實驗數據清晰指出，無論添加何種納米金屬氧化物，在0.15%以下的極低摻量區間內，納米流體均保持了極為完美的牛頓流體力學特征——其剪切應力隨剪切速率呈現嚴格的線性單調增長。
**課程要求** - 具備傳熱學和流體力學等工程基礎的基本理解會有幫助，但非強制要求。 - 無需具備FDS或PyroSim的先驗經驗。課程循序漸進地涵蓋基礎知識和高級概念。 - 需要一臺能夠運行PyroSim和FDS模擬的計算機。 - 必須具備學習計算火災建模并應用工程判斷的意愿。
SUPG（Streamline Upwind/Petrov-Galerkin，流線迎風/Petrov-Galerkin）迎風格式是計算流體力學和有限元方法中一種經典的穩定化技術，專門用于解決對流主導問題中的數值振蕩問題。 該方法是79年到82年Brooks 和 Hughes提出并確立的，目前廣泛用于流體有限元求解中。
實現粒子與流體流動之間的雙向耦合 配置粒子注入、力和插值方案 模擬粒子-壁面相互作用（反彈、逃逸、吸收） 模擬具有質量和動量交換的表面薄膜行為 應用DPMFoam將粒子體積效應納入流場 設置MPPIC模擬用于密集粒子流，無需逐對碰撞追蹤 使用ParaView可視化并分析結果，解讀含粒子流動行為 課程要求 具備流體力學基礎理解
對流體力學、傳熱學或工程分析感興趣。 無需具備CFD先驗知識，所有概念均從基礎講起。 準備筆記本并愿意進行概念性思考，將有助于最大化學習效果。 課程描述 計算流體力學（CFD）是工程領域最強大的工具之一，用于模擬流體流動、傳熱、混合、空氣動力學、燃燒以及許多真實世界的過程。
由于去除了人為劃定加密區的主觀性，網格分布更加符合流體力學底層規律。對于復雜的問題，AI網格能夠捕捉到人類工程師可能疏忽的微小渦流或局部過熱點。 一個好的工具，應該讓人從低效的勞動中解脫出來。當工程師不再被枯燥流程所束縛，他們才能更好摸魚，摸累了去探索更深層的工程問題，得到更優的設計方案。
布瑯軻鍶特自1981年成立以來，主要開發低阻力、高響應、高精度的流量控制產品，我們的MFC在設計之初就充分考慮了壓降問題，通過以下技術手段有效降低阻力損失： 優化流道結構 Bronkhorst采用CFD（計算流體力學）仿真技術對內部流道進行精細化設計，確保氣體流動路徑平滑、無死角，最大限度減少湍流和局部阻力。
Ansys計算流體力學（CFD）產品憑借經過廣泛驗證的求解器能力和高精度結果，正在幫助工程師在更短時間內完成復雜的設計驗證，實現性能與安全性的雙重提升。
課程要求 參加本課程的前提是具備基礎的技術教育背景，并對流體力學或流體動力學概念有基本了解。這一基礎將有助于您理解 CFD 原理并有效使用 ANSYS Fluent。 課程描述 本課程提供了一個全面、綜合的高級 CFD 仿真學習體驗，專注于使用 ANSYS Fluent 軟件對旋轉設備進行仿真分析。