linux为什么很少人用,linux适合什么人

linux为什么很少人用,linux适合什么人

题图来自Unsplash,基于CC0协议

我曾经在Altair作为CFD部门的技术支持工程师,负责流体仿真模块的日常技术支持。尽管我个人对Altair的CFD模块操作比较熟悉,但仍非常不建议用Altair的通用流体模块做CFD。

CAE工程师都知道,Altair也是世界头部CAE软件公司之一。大多数工程师可能了解Altair的一款旗舰型的前处理产品叫Hypermesh,它在刚问世时就非常惊艳,确实在前处理方面能够给予工程师在节点和单元级别上很大的操作自由度。但是这样的设计也会使前处理的过程比较低效。加之后来Ansys、Siemens等对手逐渐完善自己的前处理流程,直至今日,Altair在流体前处理上的效果真的不尽如人意。Altair通用流体前处理模块中有Hyperworks CFD和Simlab,前者纯粹求解热流问题,后者则是多物理场求解环境。Hyperworks CFD和Simlab都可以在后台调用AcuSolve——Altair基于NS方程的通用热流求解器。可惜这两个模块的设计思路基本都是承袭了Hypermesh繁琐而细微的在节点和单元操作的思路,仅仅是把Hypermesh上的多部操作整合成了单步,效率仍然很低。

在Altair的这些前处理模块中,一个更致命的问题是,按正确步骤操作往往得不到期望的结果。比如在Simlab中做装配体面网格之间的并集布尔运算时,得到的几何可能是交集,这种错误发生的频率在我实际使用中大概每十次里会发生3~4次。而且网格间的布尔运算速度太慢也是一个十分严重的问题,布尔运算效率不如Siemens的FloEFD。

我们做CFD前处理的目的是需要得到严格封闭且无干涉、无自由边的几何,以便流体域的提取。如需要计算复杂几何的内流场,则可能用到内包面的方法。但Simlab和Hyperworks CFD的内包面功能经常给人意料之外的结果,如在泄露检查无误且包面网格尺寸大于某些细小特征尺寸的时候,仍大概率会发生包面范围泄露的情况,即软件自动做出的是外包面。Altair这些CFD模块的包面功能相比于Fluent Meshing中的包面前预览以判断包面范围的新型功能等已经相差甚远了,易用性也不足。

Altair的流体模块对于一些参数设置和定义是反常规认识的。比如我们都知道,根据CFD的收敛性理论,松弛因子表征了后一迭代步的变量相对于前一迭代步的变化幅度。松弛因子越小,收敛越稳定但也越慢;松弛因子越大,收敛越快但也越容易发散。这是在CFD理论中对于松弛因子的通用且唯一的定义。然而Altair的Simlab中却使用了相反的定义,这会对初学者产生很大的误导。还有Altair的CFD经理声称SA湍流模型能偶适用于大多数工程问题,但实际上稍有经验的工程师知道,SA模型大多时候只能用于飞机翼型、导弹等相对简单的流线型几何的外流场问题,而且对于分离流的预测效果是比较差的,可以说是实际工程上很少用到的湍流模型。

在后处理方面同样有一些功能上的不完善。例如在做自然或强迫对流冷却时,经常会出现后处理视图中图例的温度下限比冷风入口的温度还低的情况,明显不合物理法则。AcuSolve目前还无法在后处理中对一个孤立的面进行流量的监测。

市场上几乎没人用Altair的AcuSolve去做通用热流分析的一个最根本的原因还在于AcuSolve目前包含的物理模型实在太少了,难以满足各行各业对产品开发的需求。这样的例子可以说不胜枚举,如AcuSolve目前不支持高马赫数的可压缩流动模拟,所以像导弹、航空等工业无法使用;像电化学反应、组分燃烧等模拟连Comsol这样的后起之秀都能做了,然而AcuSolve到现在还没有这些功能。物理模型的丰富性比起CFD领域市场占有率首位的Fluent还是太差。

基于上述方面,Altair的通用流体模块在工业界的应用受到巨大的局限。凭心而论,Altair是有一些独具特色的模块的,如nanoFluidX基于SPH(光滑例子流体动力学)求解多相流问题,以及ultraFluidX基于LBM(格子玻尔兹曼法)求解整车外气动这两个专门模块。nanoFluidX和ultraFluidX值得一学,但是AcuSolve并不值得花费大量精力去学习。

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