第2章 计算流体力学仿真
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第2章 计算流体力学仿真
1996年，那是一个进机房还要穿鞋套的年代，计算机可是个新鲜玩意，学生的私人电脑当然是几乎不存在的，就连学校的机房，除非获得学院或者更高级的审批，否则也只能靠着学生证每天用最多一个小时而已。
此时常浩南就坐在一台不知道什么品牌的电脑前面，看着显示器上面熟悉而又陌生的画面。
经典流体力学计算软件Fluent，并且相对于1996年来说算是比较新的版本。
最古老的fluent只是个偏微分方程求解器，本身甚至没有网格划分功能，那样的话工作量还要再多上几倍不止。
虽然常浩南有了系统buff可以做到行云流水的操作，但是1996年的电脑本身实在是做不到行云流水的反应，而他目前最缺的就是时间。
不过即便如此，三维建模过程也还是需要额外的软件来完成，比如达索公司的CATIA。
“这下真的是爷青回了，双重意义上的。”
常浩南看着眼前的CRT显示器、轨迹球鼠标和win95界面暗想道。
“浩南，你什么时候学会的这些东西？”站在常浩南身后的吴懿范眼神中带着好奇。
他关心的当然不是常浩南正在进行的仿真建模工作本身，而是后者对于电脑极为娴熟的使用。他认识一个华夏人民大学的大佬，在大二的时候就通过电脑编程赚了二十多万元，一度成为他心中的偶像。
“当然是在你去校外联络生意的时候。”常浩南头也不回地说道。
而同样在站在常浩南身后的张漫和周书万则是已经几乎惊掉了下巴，脸上满是难以置信的表情。
相比于几乎不怎么对学业上心的吴懿范，他们两个人可是知道对飞机这种复杂结构进行建模有多么困难，哪怕只是把图纸上早就画好的东西给原样转移到电脑上面，对于一个生手来说也是天文数字般的工作量。
然而这一切在常浩南的手中却是如此的举重若轻，随着他操作着键盘和鼠标的手指翻飞，一架大三角翼常规布局的战斗机模型逐渐出现在了电脑屏幕上。
等效机翼模型，完成
全机气动模型，完成
中途机房管理老师过来提醒他们时间到了，害怕常浩南受到打扰的吴懿范果断把自己的一个小时加在了这台电脑上，随后周书万和张漫也陆续贡献出了自己的学生证。
进气道建模……
发动机建模……
“呼……”
在系统的“指导”下，常浩南几乎进入了一种忘我的工作状态，当他终于完成了所需要的建模工作时，才发现竟然已经过去几个小时了。
“这就……结束了？”张漫有些目瞪口呆地看着面前的屏幕，虽然刚刚全程观看了整个建模过程，但用四个小时的时间做出一个精细度如此之高的三维模型还是让她有一种不真实感。
“严格来说当然没有。”常浩南伸了个懒腰，身体向后靠在椅背上：“但是我们课程只要求进行气动设计，所以机载设备、内部结构之类的就不去管它了，反正我们知道这架飞机肯定是能飞起来的。”
“厉害啊，南哥，我觉得就算是咱们学院的教授，也没几个能比你更熟练的吧？”张漫丝毫没有吝惜对于常浩南的赞美，而且对他的称呼也已经出现了变化。
本来以为组里面的大腿是周书万，结果这个之前看上去有些疯疯癫癫的常浩南才是真正的隐藏大佬！
不，学神！
学神的疯疯癫癫怎么能叫疯疯癫癫呢？那是常人不懂得神的想法罢了。
“如果只论仿真模拟这方面的话，那还真差不多。”
常浩南伸手摸了摸自己茂密的头发，身体向后靠在椅背上，露出一个自信的微笑。他也不是吹着唠，在这方面全世界都未必能找出比他更熟练的人。
“但我们之前说的是要算出这架飞机的性能？”吴懿范挠了挠头，他虽然也看出了常浩南厉害，但实在是不想自己给自己上强度。
“当然，不过计算过程会比较耗费时间，所以我这次只算进气道部分的性能，接下来只要对机体外流场采用有限体积法求解欧拉方程，进气道内流场采用有限体积法求解N-S方程，就可以获得比较典型的进气道性能数据了。”
常浩南一边把模型文件保存起来，一边打开fluent准备进行下一步操作。
对于复杂外形的网格生成，可采用分区结构网格或整体非结构网格，分区结构网格计算效率高，但是网格生成自动化程度低，非结构网格的的特点则与之相反。
系统作为一个“科研导师”，自然是把这两种技术全都教给了常浩南，但后者需要选择其中一种输出到面前的电脑上。
虽然96年的新版本软件已经可以划分网格，但功能还不是很完善，考虑到这个年代计算机的性能跟二十多年后相比还是小有差距，常浩南最终选择了计算效率更高的前者。
“27号机，伱们的上机时间又要到了，这次……”就在这个关键时候，机房老师的声音再次从门口传来，而这次他们已经没有另一个学生证可以拿来用了。
“用我的吧。”
清冷的女声从常浩南身后的一排响起，几人回过头，看到一个长发披肩、身穿淡蓝色连衣裙、戴着圆框眼镜的高挑女生站了起来，把一张红色封面的证件递给了机房老师：“我这边下机了，之后算他们的。”
那个证件显然不一般，机房老师只是扫了一眼，甚至没有再往手中的本子上记什么就转身走出了机房。 “谢谢……”
人家毕竟是帮了个大忙，因此在机房老师离开之后，常浩南连忙出言感谢，但开口之后却又拿不太准对方到底是老师还是学生。
“姚梦娜，博士二年级，应该算是你们的学姐。”
姚梦娜一边做了个简单的自我介绍，一边离开自己刚刚使用的电脑来到了常浩南几人旁边：“只要你们不下机，这台电脑就能一直用下去，不用担心再有人来打扰了。”
“实在太感谢学姐了，我们……”
吴懿范也堆着笑脸连忙感谢道，然而话才说到一半就被打断了：“没关系，正好我也想接着看你们准备怎么继续做下去，是要对整机进行流体力学模拟么？”
显然姚梦娜同样对于常浩南正在进行的建模很感兴趣，但由于刚才四个人说话的声音很小，她并没能听清具体的内容。
常浩南点点头：“是的，准备用fluent进行全粘性奈维斯托克斯方程的数值求解。”
听到这个答案之后的姚梦娜微微瞪圆了眼睛。
她确实没想过这几个，或者说这个看上去还是本科生的准备玩这么大——她从刚才就已经注意到了前面一排的这几个人，自然知道全部工作都是由正坐在电脑前面的这一个人完成的。
实际上即便是已经读到博士二年级的姚梦娜，也只是才开始逐渐接触航空器的计算流体动力学（CFD）模拟而已。
“应该不介意我在旁边看一下吧？”姚梦娜虽然用的是疑问的语气，但没等常浩南回答就已经坐到了旁边的一张椅子上：“或许我还能帮上一些忙。”
话虽然这么说，但姚梦娜自己其实也没有一个特别清晰的思路，她主要还是想通过常浩南的做法寻找一些灵感。在眼下这个时间当口，数字化设计和计算机模拟对于整个华夏的航空设计人员来说都还是个新鲜东西。
就在二人说话的功夫，常浩南已经把刚刚完成的建模导入到了fluent里面，并且开始进行有限体积法的网格化处理。
“呵……”
接下来才是他表演的时刻。
这个年代的fluent还没有漂亮的图形化界面和大量可以直接调用的预设模型，尤其是对于超音速流体动力学这样的复杂模拟，更是只能完成其中的一部分内容。
不过这些并不能难倒已经知道了接下来所有步骤的常浩南。
既然现有软件只能完成一部分工作，那就用Fortran语言写一个求偏微分方程组数值解的算法出来。
然后通过调用外部程序的方式来操作Fluent完成可以偷懒的那部分，再利用脚本实现自动化运算。
旁边看着的姚梦娜刚开始还抱着相对轻松的心态，但仅仅闭眼打个哈欠之后她就发现自己已经完全跟不上思路。
尤其常浩南的代码输入速度几乎要起飞，让她根本来不及看清楚每一段代码的作用，更别提把整个过程记下来了。
“那个……”
姚梦娜有些迟疑地开口，想要问问常浩南具体的数值模拟思路，但是一时间还有点拉不下脸来直接向本科生请教问题，只好换了个委婉一些的说法。
“我们能对一下思路么，我的想法好像和你有点不太一样？”
“好啊，先说一下你的思路，我看看有什么问题。”
常浩南再次完全沉浸在了工作中，加上才刚刚重生几个小时而已，因此下意识地以为自己还是在研究所里面带实习生。
“啊？”
一句话让姚梦娜差点破防。
不是，什么叫你看看有没有什么问题啊？
真把自己当标准答案了？
这么自信的嘛？
而且最重要的是……
她根本想不出一个完整思路啊！
姚梦娜连续做了几个深呼吸，又拍了拍自己的胸口才缓过这口气来。
“不……不用了，你说一下你的想法，我自己对比一下就好。”
(本章完)
第2章 计算流体力学仿真
1996年，那是一个进机房还要穿鞋套的年代，计算机可是个新鲜玩意，学生的私人电脑当然是几乎不存在的，就连学校的机房，除非获得学院或者更高级的审批，否则也只能靠着学生证每天用最多一个小时而已。
此时常浩南就坐在一台不知道什么品牌的电脑前面，看着显示器上面熟悉而又陌生的画面。
经典流体力学计算软件Fluent，并且相对于1996年来说算是比较新的版本。
最古老的fluent只是个偏微分方程求解器，本身甚至没有网格划分功能，那样的话工作量还要再多上几倍不止。
虽然常浩南有了系统buff可以做到行云流水的操作，但是1996年的电脑本身实在是做不到行云流水的反应，而他目前最缺的就是时间。
不过即便如此，三维建模过程也还是需要额外的软件来完成，比如达索公司的CATIA。
“这下真的是爷青回了，双重意义上的。”
常浩南看着眼前的CRT显示器、轨迹球鼠标和win95界面暗想道。
“浩南，你什么时候学会的这些东西？”站在常浩南身后的吴懿范眼神中带着好奇。
他关心的当然不是常浩南正在进行的仿真建模工作本身，而是后者对于电脑极为娴熟的使用。他认识一个华夏人民大学的大佬，在大二的时候就通过电脑编程赚了二十多万元，一度成为他心中的偶像。
“当然是在你去校外联络生意的时候。”常浩南头也不回地说道。
而同样在站在常浩南身后的张漫和周书万则是已经几乎惊掉了下巴，脸上满是难以置信的表情。
相比于几乎不怎么对学业上心的吴懿范，他们两个人可是知道对飞机这种复杂结构进行建模有多么困难，哪怕只是把图纸上早就画好的东西给原样转移到电脑上面，对于一个生手来说也是天文数字般的工作量。
然而这一切在常浩南的手中却是如此的举重若轻，随着他操作着键盘和鼠标的手指翻飞，一架大三角翼常规布局的战斗机模型逐渐出现在了电脑屏幕上。
等效机翼模型，完成
全机气动模型，完成
中途机房管理老师过来提醒他们时间到了，害怕常浩南受到打扰的吴懿范果断把自己的一个小时加在了这台电脑上，随后周书万和张漫也陆续贡献出了自己的学生证。
进气道建模……
发动机建模……
“呼……”
在系统的“指导”下，常浩南几乎进入了一种忘我的工作状态，当他终于完成了所需要的建模工作时，才发现竟然已经过去几个小时了。
“这就……结束了？”张漫有些目瞪口呆地看着面前的屏幕，虽然刚刚全程观看了整个建模过程，但用四个小时的时间做出一个精细度如此之高的三维模型还是让她有一种不真实感。
“严格来说当然没有。”常浩南伸了个懒腰，身体向后靠在椅背上：“但是我们课程只要求进行气动设计，所以机载设备、内部结构之类的就不去管它了，反正我们知道这架飞机肯定是能飞起来的。”
“厉害啊，南哥，我觉得就算是咱们学院的教授，也没几个能比你更熟练的吧？”张漫丝毫没有吝惜对于常浩南的赞美，而且对他的称呼也已经出现了变化。
本来以为组里面的大腿是周书万，结果这个之前看上去有些疯疯癫癫的常浩南才是真正的隐藏大佬！
不，学神！
学神的疯疯癫癫怎么能叫疯疯癫癫呢？那是常人不懂得神的想法罢了。
“如果只论仿真模拟这方面的话，那还真差不多。”
常浩南伸手摸了摸自己茂密的头发，身体向后靠在椅背上，露出一个自信的微笑。他也不是吹着唠，在这方面全世界都未必能找出比他更熟练的人。
“但我们之前说的是要算出这架飞机的性能？”吴懿范挠了挠头，他虽然也看出了常浩南厉害，但实在是不想自己给自己上强度。
“当然，不过计算过程会比较耗费时间，所以我这次只算进气道部分的性能，接下来只要对机体外流场采用有限体积法求解欧拉方程，进气道内流场采用有限体积法求解N-S方程，就可以获得比较典型的进气道性能数据了。”
常浩南一边把模型文件保存起来，一边打开fluent准备进行下一步操作。
对于复杂外形的网格生成，可采用分区结构网格或整体非结构网格，分区结构网格计算效率高，但是网格生成自动化程度低，非结构网格的的特点则与之相反。
系统作为一个“科研导师”，自然是把这两种技术全都教给了常浩南，但后者需要选择其中一种输出到面前的电脑上。
虽然96年的新版本软件已经可以划分网格，但功能还不是很完善，考虑到这个年代计算机的性能跟二十多年后相比还是小有差距，常浩南最终选择了计算效率更高的前者。
“27号机，伱们的上机时间又要到了，这次……”就在这个关键时候，机房老师的声音再次从门口传来，而这次他们已经没有另一个学生证可以拿来用了。
“用我的吧。”
清冷的女声从常浩南身后的一排响起，几人回过头，看到一个长发披肩、身穿淡蓝色连衣裙、戴着圆框眼镜的高挑女生站了起来，把一张红色封面的证件递给了机房老师：“我这边下机了，之后算他们的。”
那个证件显然不一般，机房老师只是扫了一眼，甚至没有再往手中的本子上记什么就转身走出了机房。 “谢谢……”
人家毕竟是帮了个大忙，因此在机房老师离开之后，常浩南连忙出言感谢，但开口之后却又拿不太准对方到底是老师还是学生。
“姚梦娜，博士二年级，应该算是你们的学姐。”
姚梦娜一边做了个简单的自我介绍，一边离开自己刚刚使用的电脑来到了常浩南几人旁边：“只要你们不下机，这台电脑就能一直用下去，不用担心再有人来打扰了。”
“实在太感谢学姐了，我们……”
吴懿范也堆着笑脸连忙感谢道，然而话才说到一半就被打断了：“没关系，正好我也想接着看你们准备怎么继续做下去，是要对整机进行流体力学模拟么？”
显然姚梦娜同样对于常浩南正在进行的建模很感兴趣，但由于刚才四个人说话的声音很小，她并没能听清具体的内容。
常浩南点点头：“是的，准备用fluent进行全粘性奈维斯托克斯方程的数值求解。”
听到这个答案之后的姚梦娜微微瞪圆了眼睛。
她确实没想过这几个，或者说这个看上去还是本科生的准备玩这么大——她从刚才就已经注意到了前面一排的这几个人，自然知道全部工作都是由正坐在电脑前面的这一个人完成的。
实际上即便是已经读到博士二年级的姚梦娜，也只是才开始逐渐接触航空器的计算流体动力学（CFD）模拟而已。
“应该不介意我在旁边看一下吧？”姚梦娜虽然用的是疑问的语气，但没等常浩南回答就已经坐到了旁边的一张椅子上：“或许我还能帮上一些忙。”
话虽然这么说，但姚梦娜自己其实也没有一个特别清晰的思路，她主要还是想通过常浩南的做法寻找一些灵感。在眼下这个时间当口，数字化设计和计算机模拟对于整个华夏的航空设计人员来说都还是个新鲜东西。
就在二人说话的功夫，常浩南已经把刚刚完成的建模导入到了fluent里面，并且开始进行有限体积法的网格化处理。
“呵……”
接下来才是他表演的时刻。
这个年代的fluent还没有漂亮的图形化界面和大量可以直接调用的预设模型，尤其是对于超音速流体动力学这样的复杂模拟，更是只能完成其中的一部分内容。
不过这些并不能难倒已经知道了接下来所有步骤的常浩南。
既然现有软件只能完成一部分工作，那就用Fortran语言写一个求偏微分方程组数值解的算法出来。
然后通过调用外部程序的方式来操作Fluent完成可以偷懒的那部分，再利用脚本实现自动化运算。
旁边看着的姚梦娜刚开始还抱着相对轻松的心态，但仅仅闭眼打个哈欠之后她就发现自己已经完全跟不上思路。
尤其常浩南的代码输入速度几乎要起飞，让她根本来不及看清楚每一段代码的作用，更别提把整个过程记下来了。
“那个……”
姚梦娜有些迟疑地开口，想要问问常浩南具体的数值模拟思路，但是一时间还有点拉不下脸来直接向本科生请教问题，只好换了个委婉一些的说法。
“我们能对一下思路么，我的想法好像和你有点不太一样？”
“好啊，先说一下你的思路，我看看有什么问题。”
常浩南再次完全沉浸在了工作中，加上才刚刚重生几个小时而已，因此下意识地以为自己还是在研究所里面带实习生。
“啊？”
一句话让姚梦娜差点破防。
不是，什么叫你看看有没有什么问题啊？
真把自己当标准答案了？
这么自信的嘛？
而且最重要的是……
她根本想不出一个完整思路啊！
姚梦娜连续做了几个深呼吸，又拍了拍自己的胸口才缓过这口气来。
“不……不用了，你说一下你的想法，我自己对比一下就好。”
(本章完)