計算流體力學軟件開發
關注創建者：yzf1215 創建時間：2018-12-15
計算流體力學軟件開發的實例教程
下載地址：王福軍計算流體動力學分析-CFD軟件原理與應用
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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計算流體力學 (CFD)、軟件和芯片設計有許多共通之處。它們都會創建相關對象的規范，并最終將該規范作為制造過程的一部分；且都需要進行某種類型的驗證，以檢查設計是否符合預期。但同時，它們之間也存在著巨大的差異。
對于計算流體力學、軟件和芯片設計，本文先從軟件說起。筆者從 20 世紀 60 年代末開始編程，從那時起，基本的編程方法就沒怎么變過。我們可以使用 Fortran、C++ 或 Python 等編程語言來編寫“規范”。以前，“制造”可能涉及磁帶、CD 或文件傳輸器。但 CD 上的內容與程序員用來“驗證”（即軟件debug）的內容基本相同，所以沒有專門的驗證過程。程序的編譯和運行成本很低，以至于根本沒必要為了避免成本而專門建立驗證過程。驗證過程反而會更貴。
現代的芯片則大不相同。“規范”通常是用 SystemVerilog 編寫的，但制造一塊芯片需要幾個月的時間，成本可高達數千萬美元，因此驗證過程十分普遍（且昂貴）；因為從時間和金錢的角度來說，根本不可能制造大量的芯片來進行試驗以確保其能正常運轉。多年后，這種情況發生了很大變化。上世紀 80 年代初，當筆者剛開始在超大規模集成電路技術公司工作時，我們遇到了一個（就當時而言的）大芯片電源接地短路的問題；彼時，電路提取器尚未出現。當時唯一的解決辦法是標劃出布局、把它們粘在一起、鋪在地板上、把電源網涂成紅色、把接地網涂成綠色，直到找出問題所在。
如今，由于芯片更加復雜，需要使用更多的軟件（以及模擬器和原型系統等硬件）。有時，IP 提供商會制造測試芯片，但一般來說，人們寄希望于 SoC 芯片設計能夠一次性成功，并沒有像軟件那樣的“編譯并運行”心態。
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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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結構工程師們喜出望外。但結構流體不分家，不能厚此薄彼。
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案例背景是飛機的重要結構——機翼，飛機能否離地，是否省油，好不好控制，都要看機翼。
機翼的升力、阻力、升阻比等指標一直是CFD模擬中的常客。機翼的形狀確定后，
3 月 13 日，由中國核學會核反應堆熱工流體力學分會主辦，中核核反應堆熱工水力技術重點實驗室、上海積鼎信息科技有限公司、先進核能技術全國重點實驗室承辦的 “核反應堆熱工水力仿真技術前沿探索與實踐” 線上直播活動圓滿舉辦。本次活動聚焦核反應堆仿真領域的最新進展與挑戰，吸引了近300位行業專家及在校學生的關注。
中國核動力研究設計院反應堆工程研究所副所長、中國核學會核反應堆熱供流體力學分會的理事長
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工業軟件作為 “工業制造的大腦和神經”，其重要性不言而喻。尤其是流體仿真板塊，國產軟件正在快速發展，打破國外技術壟斷，由積鼎科技自主研發的通用計算流體力學軟件VirtualFlow便是其中的引領者。這款自研軟件聚焦多相流，尤其在氣液兩相流仿真方向，在復雜工業場景中為國內眾多行業提供有效解決方案。
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<p>近日，第七屆全國顆粒材料計算力學會議暨第四屆計算顆粒技術國際研討會在南京召開。會議聚焦顆粒材料的力學理論及模型、計算分析與軟件開發、工程應用和相關前沿方向中的關鍵科學問題和難點技術問題，開展廣泛的學術交流和討論。</p><p><img src="https://article.biliimg.com/bfs/new_dyn/c44c96869bf9191c7e87746b3a141cec556101746
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