CFD工程应用回顾与展望-同济大学周华PPT课件.pptx

CFD工程应用回顾与展望 周华同济大学航空航天与力学学院 流体中文网 2020 3 18 1 目录 什么是计算流体力学 CFD CFD圈 community 的构成CFD学术研究CFD软件开发CFD工程应用CFD工作的硬件环境其它 2020 3 18 2 什么是计算流体力学 CFD 流体力学 计算机科学 市场营销 2020 3 18 3 CFD 从技术层面上看 CFD技术是流体力学 数值分析和计算机技术三者的结合点 从商业层面看 CFD软件是一种软件产品 有其市场 销售 培训和咨询等工作内容 2020 3 18 4 CFD圈 community 的构成 围绕CFD应用 CFD圈 community 主要由高校 科研机构 软件商 硬件商 硬件商 培训机构和极客构成 2020 3 18 5 学习与研究 高校和科研院所主要承担教学 科研和部分对外培训工作 同时各种新算法 新格式大多源于高校和科研院所 然后再通过商业化途径进入市场 因此高校和科研院所是CFD行业知识和人才的主要来源 也承担了大部分的工程咨询任务 2020 3 18 6 CFD学习三部曲 CFD的学习可以分为三个阶段 即流体力学专业理论学习 CFD软件学习和实际工作经验 三者循环往复 是构成CFD工作的主要内容 高手 就是在这样不断的工作循环中产生的 2020 3 18 7 CFD研究的前沿领域 目前CFD研究的前沿领域主要包括湍流计算 高分辨率格式 噪声计算 流固耦合计算 多相流计算 化学反应计算等领域 燃烧计算是上述几个领域的交集 无网格法则是数值方法研究中迅速成长的一个门类 其中的LBM SPH等方法在国内已经得到广泛关注 2020 3 18 8 CFD软件开发 CFD软件 程序是CFD工作的工具 其开发途径主要包括完全自主开发 基于开源软件的开发和利用商用软件提供的接口进行的二次开发 三种方式各有利弊 最终的优劣要靠软件测试来检验 2020 3 18 9 CFD工程应用 CFD的工程应用通常包括技术工作和商务工作两个层面 良好的团队通常需要兼有技术实力和商务协调能力 CFD工作是知识密集型的工作 不同的人使用相同的软件 得到的结果却有好有坏 不同方向的问题各自的 套路 也有所不同 2020 3 18 10 CFD工程应用 CFD工程应用遇到的最大技术问题是如何保证计算结果与实际流动一致 由于流体流动的复杂性 对于这个问题还不存在统一的解决方案 因此目前的做法是针对特定问题 通过校核与验证工作的不断积累 给出CFD的基本原则和基准方法 以保证计算结果的正确性 这就是通常所说的BPG BestPracticeGuideline 问题 CFD工程应用遇到的最大商务问题是在签合同时如何报价和定价 这方面业内似乎没有一定之规 因此在这里呼吁成立一个CFD行业协会 在CFD工作者的资格认证 软件公测和项目定价等方面也给出一个BPG准则和行业标准 2020 3 18 11 软硬件条件需求的历史变化 硬件需求变化 软件需求变化 PC机 工作站 HPC系统 GPU 2020 3 18 12 大多数CFD工作者在软件使用上都经历过从自编软件到商用软件 再到开源软件 进而再到开发自己的软件的过程 目前国内CFD工作最大的短板是开源软件 与国外蓬勃发展的开源软件相比 国内的开源软件几乎是空白 客观上阻碍了国产CFD软件的诞生 这是在未来需要关注的一个问题 在硬件使用上 大多数CFD工作者也经历了由PC机到工作站 再到HPC系统的发展过程 未来可能带来变化的硬件可能是GPU技术 以及基于GPU技术的CFD软件 目前国内CFD咨询公司还不多 主要原因在于软硬件成本过高 而GPU技术成熟后 硬件成本将大大降低 客观上会促进这类公司的涌现 对于CFD极客和威客来说 硬件成本的降低也将是一个福音 2020 3 18 13 流体中文网简介 1998年2月首次以免费论坛形式上网 2003年正式注册域名 目前是以论坛为主 以博客 新闻等内容为辅的交流平台 时间允许的话会整合wiki功能 打造一个与流体力学相关的网络知识平台 我们希望通过知识和信息共享 促进流体力学相关行业 包括CFD业界的发展 为社会进步做出我们力所能及的贡献 2020 3 18 14 同济大学工程仿真平台 以985二期资金建设 主要设备为HPBL460C刀片式系统和一个20TB的存储器 系统内共有64个计算节点 每个节点采用2颗4核CPU 24G内存 100G硬盘 这个平台自2009年建成以来 已经承担了很多工程仿真任务 内容涵盖了航空 土木 家电 汽车等行业