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2000年9月16日在北京大学召开了“实用计算流体力学第二次经验交流会”,会议由周培源基金会承办,清华大学张兆顺教授担任大会主席。(由于张兆顺教授临时身体欠佳,由陈耀松教授和崔桂香教授担任大会主席并主持会议)。
最近几年通用CFD商用软件开始引入国内,从事计算流体力学的科研单位、大专院校如北京大学、清华大学、北京航空航天大学、中科院力学所等逐渐重视商用软件的实用价值,并开始使用CFD商用软件开展课题研究,完成生产任务。在短期内得到一批成果,它们都大大缩短了科研和生产周期,提高了工作效率。
为了及时进行交流,缩短开发时间,更好更快地利用现有资源为我国的计算流体力学服务,曾于去年9月18日在北京大学力学系召开了首次“实用计算流体力学经验交流会”,请开发和使用FLUENT、Star_CD等通用计算流体力学软件的单位和老师,共同交流软件应用技巧和体会。经过又一年的努力,更多的人参与了这些商品软件的开发和利用,尝到了大型商用软件解决实际问题的甜头,并在实用技巧上又有了一些新的体会,计算问题的范围也得到进一步开拓,为本次经验交流会提供了素材。
参加这次交流会有北京大学、清华大学、北京航空航天大学、中国航天工业集团三院三部、中科院力学所、教委Calis管理中心、沈阳航空学院, Fluent公司、Star_CD公司和流体中文网站(CFX公司未派人参加)。共有35人参加了研讨会,会上有12人作了交流发言,其中7人作为软件用户介绍了商品软件的使用经验及有关结果:
1。北京大学的安亦然作了关于地效飞行器的数值模拟的报告。报告介绍了用Fluent软件对我国自行研制的地效飞行器的机翼和全机(略去发动机)的空气动力特性的计算结果,充分利用数值试验节时省钱的优势,对多种工况作了模拟计算。其中有些工况,如活动地板、镜像对称等在目前国内的风洞还无法进行试验。在固定地板的计算结果和风洞试验结果很接近的基础上所给出的活动地板等计算结果,可供飞机设计部门参考。
2。北京航空航天大学的张群峰介绍了用Star_CD作的三个算例。报告介绍了计算域的选取方法、网格数量及计算中采用的一些技巧,在一般的微机配置情况下做出了较好的结果。对小面包车的计算表明空间绕流场符合实际情况,在简化了后视镜和车轮的情况下风阻系数和试验值的误差小于10%;对JPL喷管的数值模拟和资料提供的结果吻合很好;在此基础上进行了机身加喷管内外流流场的数值模拟。这是在接触、熟悉、应用Star_CD软件不到一年的时间内完成的。
3。清华大学谢峻石作了题目为“气动喷嘴高速射流流场的数值模拟”的报告。作者用Fluent对三种不同型面曲线的喷嘴的射流流场特性进行了计算,结果表明有足够的精度去进行喷嘴的优化设计;作者还用该软件进行了三维垂直冲击射流、三维欠膨胀垂直冲击射流、双孔喷嘴射流以及电磁阀内部流道流场的计算。在这些计算工作中还探索了软件提供的各种湍流模式的特性,给其他用户很多借鉴。
4。中科院力学所的刘春嵘报告了“导堤跃堤流下游涡系流场数值模拟”。利用Fluent软件提供的VOF模式对有自由表面、非定常的几种导堤流流动作了计算,气水掺混现象和试验结果吻合。作者指出剪应力的计算还需要探索。
5。清华大学的李明川、崔桂香、张兆顺的报告是“壁面有气相注入的气液两项分层数值模拟”。该课题组在去年熟悉软件的基础上,用Fluent对更复杂的流动现象进行计算,在使用技巧上更娴熟。指出软件提供的VOF模式精度尚不能满足该课题的要求。
6。清华大学刘羽、崔桂香、张兆顺作了“分离流大涡数值模拟”的报告,湍流模式尝试采用大涡模拟来计算分离流问题,发现大涡模拟需要更多的网格,强烈希望能对软件做二次开发。
7。清华大学李玉良、李玲作了“泄洪隧洞明渠水流的数值模拟”的报告,使用Fluent的VOF模式,计算了三维明渠的沿程速度分布,它们和试验结果甚为接近。作者还介绍了网格划分方式和计算技巧,并且表示在一年多的软件使用实践中学到了很多数值分析方法,这是一个极大的收获。
Fluent公司的宣关海和尤迎玖、Star_CD公司的何律和王硕分别作了各自软件的最新发展的介绍,并解答与会者在使用软件方面遇到的问题,探讨了进一步提供服务的可能性;教委Calis中心负责人陈凌介绍了中心的规模和服务内容,建议大家充分利用Calis提供的网上资源,并欢迎提出需求;流体中文网站的周华表示将为实用流体力学的交流开辟专门网页,利用网络加快同行间的经验交流,并吸引更多关心这方面的人员来参与。会间,宣经理表示将向总部联系为高校提供更多优惠。何经理表示将为北京大学提供Linux的机群版本。陈耀松教授表示将向有关部门争取解决发挥这些软件作用所需的硬件和软件环境。(会后)Calis副主任陈凌答应为CFD的网页和技术交流提供磁盘空间,并鼓励大家根据Calis的服务范围提出更多要求。
会上的报告一律用Power Point投影讲解,作者介绍典型算例,计算结果和实验数据比较,并根据自己的实践经验提出今后继续发展的方向。会上进行了热烈的讨论,代表们普遍认为,用商品软件对目前开展的课题进行计算都能得到和实验结果相当吻合的数据,计算结果总体上是可信的,因此可以在试验前对大量的研究方案进行数值试验,提高研究效率,加快研究进度、降低研究费用;有些实物试验作不到的工况可以用数值计算来预测。通过这一年的工作对通用CFD商品软件的应用增强了使用信心。由于这些软件都有前后处理的功能,因此大大减少了对较复杂的流动外形的几何处理,网格设计的工作量,也能方便地用各种方式给出计算结果,增加了结果的可视性。目前报告中介绍使用这些软件解决的问题都不算太复杂,相信随着对软件的进一步熟悉和实践,将会得到解决更多更难的计算流体力学课题的经验,对商品软件应用价值的认识。
北京大学陈耀松教授继续表示将争取收集更多更好CFD的工具资源向大家开放,并提出利用网络资源组织‘CFD网络联盟’的倡议。目前,希望大家共同深入开发已有软件,更有效地开展流体力学的计算工作,更快地完成计算流体力学的课题任务。
本次研讨会的部分报告近日内将在流体中文网站上刊登,希望大家积极参与和讨论。
本次会议的学术报告是清华大学流体力学教研组组织的,为此何枫副教授付出大量辛劳。本次会务由周培源基金会承担,具体由钱华,王淑兰两位完成。会间,北京航空航天大学邓学莹副校长在大家要求下答应承担组织下一届‘实用CFD经验交流会’。与会同志对他们的供献表示感谢。
会后崔桂香,何枫,秦燕华,周华,李植,陈耀松共同商议成立临时编委会,负责收集和编辑‘中文流体力学’网页的实用计算流体力学版,并为今后建设《实用计算流体力学通讯》正式刊物作准备。目前,有关工作由秦燕华负责联络(qinyh@ns.nlsku.ac.cn).
(秦燕华整理)
(于欣组稿)
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