CFD技術是數(shù)值仿真技術中的重要分支,是計算機技術與流體力學理論相結合形成的一個技術領域。CFD技術最早的實踐活動可以追溯到Richardson早期利用數(shù)值方法進行的氣象預報活動,其后雖然陸續(xù)有人開展過一些研究活動,但CFD技術獲得大的發(fā)展是從1960年代計算機技術大發(fā)展之后才實現(xiàn)的。

CFD技術的最大優(yōu)點是在將其運用到工程研發(fā)中時,可以大大降低研發(fā)成本,縮短研發(fā)周期,其最大缺點則是CFD模擬得到的結果有可能是一個虛假的結果。因此,關于CFD模擬技術是否可信的爭論實際上是一直存在的。解決這個爭論的辦法一方面可以來自數(shù)學上的求證,比如證明解的存在性、唯一性、穩(wěn)定性等等,另一方面則可以通過建立一定的工作流程保證數(shù)值解的正確性和準確性。由于流體力學控制方程的數(shù)學性質比較復雜,從數(shù)學上證明解的正確性和準確性在大多數(shù)情況下是無法做到的,因而用工程管理的理念保證數(shù)值解的正確性和準確性實際上是唯一的選擇。

工程管理辦法介入科學研究過程實際上也不新鮮,我們雖然沒有這樣明確提過,但在實際工作中或仿照國外模式,或根據(jù)別人論文中展現(xiàn)的慣例,都多多少少地在工作中使用過。比如將計算結果與試驗數(shù)據(jù)相對比,以證明結果的正確,比如網(wǎng)格無關性驗證等等,都是工程理念在數(shù)值分析工作中的應用。CFD軟件開發(fā)過程中更要大量引入流程管理等理念,否則是絕對不能成功的。

在實際工作過程中也經(jīng)常遇到使用單位對模擬結果的質疑,其質疑點往往就是上面所說的虛假解的問題,還有就是數(shù)值精度問題。回答這種問題的答案也只能是用工程管理辦法,通過流程設計和控制,在體系上給予保證。美國和歐洲國家就是這么做的,我們當然也可以這么做?？陀^地說,國內(nèi)CFD技術與歐美國家的差距,表面上是數(shù)值理論研究的差距、CFD專業(yè)軟件數(shù)量的差距,背后還有就是工程管理水平的差距。表面上的差距是容易看到的果,背后的差距則是不易看到的因。在研究活動中,特別是一些大型研發(fā)項目中,這種現(xiàn)象會表現(xiàn)的更加明顯。

這次“航空CFD可信度開放式專題研究活動”主要目的是考查各種算法在飛機氣動設計上的有效性和精度,各種網(wǎng)格(結構、非結構、混合網(wǎng)格、無網(wǎng)格等)對數(shù)值模擬的影響,以及國內(nèi)CFD仿真的實際水平。之所以采用開放的研究方式,在網(wǎng)上公開召集大家參與研究,主要是希望能最大限度地對這個領域的實際力量給予正確評估。比如有些網(wǎng)友平時可能不在航空領域工作,但是CFD研究水平和應用水平很高,完全有能力參與航空領域的仿真工作,這次活動就給這些網(wǎng)友提供一個展示機會。我們平時在網(wǎng)上也會遇到一些深藏不露的高手,這次也希望這些高手能利用這次機會證明自己的能力。另外剛剛進入飛機流場數(shù)值分析領域的網(wǎng)友,也可以通過這次實戰(zhàn)活動得到真實的鍛煉,獲得大量資料,得到實質提高。

這次活動醞釀時間很長,將來類似的活動還會不斷推出,活動的最后會以workshop的形式進行現(xiàn)場交流。這次活動在形式上是個創(chuàng)新,對國內(nèi)氣動計算水平的提高也必然有很大的促進作用,令領域內(nèi)的各方都能清醒認識到國內(nèi)CFD技術的實際發(fā)展水平,因此我們流體中文網(wǎng)將積極參與這次活動,也希望我們的網(wǎng)友投身到這次活動中來。