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初始方案由于風道及格柵角度設計不合理，使得各出風口分風不均勻，吹風位置不理想，流動損失較大，達不到目標除霜要求。針對設計缺陷對除霜模型進行優化，最終優化效果顯著，滿足整車除霜性能要求。經過對樣車的實際試驗結果對比論證，優化方案后的除霜效果能達到目標設定要求。

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如果行，我的吹風機豈不是有救了？于是，我建了涵道的三維模型，用AICFD軟件做了流體仿真。涵道進出口定個壓差500Pa，算出的結果，涵道加唇口后，流量增加了23.7%。效果還是很明顯的。那么，這吹風機就可以改裝改裝了。量一下吹風機入口的尺寸，建一個唇口模型，3D打印，成型！不出意外的話，它應該可以增加吹風機的風量！

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這樣，用AICFD做個仿真，房間3米高，空調掛在距屋頂0.5米的位置，設置風速2.5m/s，向下吹風60度。計算后，我悟了。看這個結果，原本以為熱氣按這個角度能吹到地面的，但實際根本還沒等到地面，就由于密度小而升上去了。而空調的回風口在上方，于是熱氣就在上面形成了循環。整個屋子下面的區域，基本沒有有效的對流換熱，只靠緩慢的熱傳導來緩緩升溫。怪不得腳底一直熱不起來。

比如在航空領域，飛機研制需要吹風洞，在地面模擬天上的情況。但中國的軍用運輸機運20，它翼展近50米，飛行速度超900km/h。你去哪找這么大，風速這么快的風洞？全世界都沒有。沒辦法，只能縮小，應用“相似性原理”做縮比模型。對低速飛行器，盡量保證縮比模型的雷諾數和真機一致。而對高速飛行器，則盡量確保馬赫數一致。既然是縮小模型，就意味著很多細微的幾何和部件難以精確捕捉。

而測量風阻系數，最有說服力的方式是吹風洞。中國現在有3大汽車空氣動力學-聲學風洞，分別位于上海、重慶和天津，建設和使用成本都非常高。因為太貴太麻煩，車企只會在汽車基本定型之后才會吹風洞。在設計初期，主要的優化方式是CFD模擬。CFD模擬相比吹風洞，不但成本低到忽略不計，還能觀察到吹風洞所看不到的流場細節，為結構優化提供堅實依據。

對于這種成本比較高的試驗，我們還是用計算機仿真吧，安全方便又便宜。我仿真過程的一萬八千秒，在這個視頻里就快進啦，我們直接上結果：當汽車的時速是70公里時，算出來整車的氣動升力是280N。這相當于汽車的質量減小了37公斤，好像還不算很夸張。汽車時速增大到140公里時，算出來的升力是1500N，大約150公斤，相當于兩三個人的體重。

理論有了依據，接下來我們用軟件做個散熱效果的仿真，直觀地看一下溫度分布。簡單建了個手機模型，用軟件AIFEM仿真模擬了一下。假設芯片發熱功率4瓦，在空氣中工作時，手機表面最高溫度是42.5度。但是把空氣換成水后，最高溫度就降低到了25.4度。仿真結果顯示降溫效果的差別很明顯。然后咱們再用實驗真實地測一下手機在不同環境中的溫降過程。

根據仿真結果，可知整個型腔內部形成了上方和前方出風，后方進風的氣流通道。將線纜熱量帶到上方和前方散發出去。

我們聽到的呼呼風聲，主要是風扇吹風的噪音。結構了解了，那么如何幫它散熱呢，我們看熱量排出的整個過程，熱管、翅片這些內部結構的傳熱，我們很難改變，那你說可以把這些材料都換成導熱系數更高的準備搞科研的時候肯定更絲滑，但改裝需要高超的技術和高額費用。咱沒經費呀，上面的傳熱過程大抵只能這樣了，看下面風扇這部分，嘿嘿，一不小心到我的流體領域。

再用流體仿真軟件AICFD計算一下，讓氣體以風扇常規風速5m/s流過瓶子，計算后，瓶口溫度確實降了1.1度。更合理啦！感覺出哪里不對了嗎？風扇以5m/s吹風，按以上理論稍加計算就能得出，瓶口流速應該是38m/s，但實際5m/s。瓶口風速并不是理論計算值，那么以此為基礎的推演便傾覆了。真相是什么呢？

剛剛的理論和仿真，咱們分析了兩車相向和同向行駛受力方向是一致的，都是先斥后引。那么可以先做個同向并行的實驗，這樣就可以用吹風來代替車的行駛了。 測了風速，20米每秒，當兩車并行時，引力很明顯。然而只做了并行引力的實驗，有點兒不甘心，怎么辦呢？之所以需要高速，就是因為在空氣中，空氣密度和粘性太小。那么如果在水中呢？流體粘性大了，對速度要求自然就低了。

為了讓大家更直觀地看到球旋轉中兩側的壓力差，用AICFD做了個仿真。讓空氣以50m/s的速度吹過來代替小球飛行，當不旋轉時，球周圍的壓力對稱，小球不會受到側向力。但當球轉起來后，上面流速明顯增大，壓力變小，于是，小球就受到了側向力的作用。

從二十世紀三十年代開始，由于航空事業發展的需要，對航空燃氣輪機進行了大量的理論和試驗研究，特別是對軸流式壓縮機的氣體動力學的理論研究和平面葉柵吹風的試驗研究，使軸流式壓縮機的理論和設計方法不斷完善，效率提高到80～85%。從四十年代開始，軸流式壓縮機已廣泛應用于航空燃氣輪機中，迄今仍占有很重要的地位。

買咖啡時，發現咖啡館門口裝了個類似空調的設備呼呼吹風。這是什么，空調么？但奇怪的是，怎么在門口，出風口的方向怎么垂直向下呢？店員告訴我是“風幕機”。風幕機？回來查了一下，也叫“氣簾”學名“空氣幕”。早在1904年，空氣幕就出現了，僅僅比開利發明空調晚了3年。發明空氣幕的人，叫西奧菲勒斯。

我們用風扇無論是吹風還是抽風，總是希望風量越大越好。影響葉片性能的關鍵參數有弦長、扭轉角等，在常規設計流程中，工程師通常根據經驗給定參數，出圖加工，打樣測試。費時費力，成本奇高。高階工程師會在加工之前做CFD模擬，對結構做初步優化。仿真的加入雖大大降低了成本，但設計過程依然高度依賴工程師的經驗。更何況風扇研制企業以中小企業為主，往往無力招到頂尖的空氣動力學專家。

之前我用天洑國產流體仿真軟件AICFD給大家算過，這是個絕熱膨脹過程，如果要有降溫效果，瓶子里流速要很高，需要專門的增壓設備往瓶子里灌風才行，但在環境中，即使8級大風，瓶中流阻也會使其內部流速非常小，甚至接近于零，根本沒有降溫效果。那么在沒有空調時，還有什么降溫的辦法呢？常規的，可以在冰箱里凍冰塊、當然也可以凍馬甲。

很遺憾，目前為止無論是理論、仿真還是實驗，都沒有得到明確的規律。所以高爾夫球形狀沒有詳細的國際標準，國際聯合會規定只要重量不大于45.96克，直徑不小于42.67毫米都行，至于表面有沒有坑，多少坑，多大的坑，他們一概不管。也許這種復雜性和不確定性正體現出流體力學之美，湍流太難了，人類還沒搞明白。科研是在未知的路上摸索，科普是把摸索的結果整理給大家。

6、仿真結果查看 流體中主要查看流場改變，固體中主要查看位移、應力及應變信息。 下載地址：ANSYS流固耦合分析與工程實例