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“虚拟实验室”显著降低研发成本
CFD技术为中国大飞机项目助飞

  本报讯(唐一达)5月10日,同济大学PACE中心揭牌仪式在同济大学嘉定校区举行。众多跨国高科技应用软件公司应邀出席。采访中了解到,跨国公司纷纷看好中国未来软件产业良好的发展前景,开始借助与PACE项目类似的合作方式进入中国,抢分经济发展的“大蛋糕”。而其中最引人注目的是,大飞机项目的研制吸引了国际著名的流体力学计算软件设计公司。

  飞昂软件(Fluent)是流体力学计算领域全球领先的公司,据该公司中国区总经理蒋辉国介绍,进入中国几年来,该公司已经为多家国内的高科技企业服务,如上海超级计算机中心就是该公司在上海地区的典型用户之一。对高科技数值模拟软件CFD(全名ComputationalFluidDynamics,是一种用于分析流体动力学问题的技术)的应用,可以显著的降低这些企业的研发成本。

  蒋辉国说,形象地说CFD软件是个“虚拟试验室”,它运用现代计算机技术将原本实物化的试验完全数字化,得到精确的模拟结果。其主要作用有三方面:加快产品研发速度,降低研发成本,弥补实物试验有些局限性。CFD问题无处不在,应用前景极为广泛。比如在大飞机研制项目中,CFD可以大大减少风洞实验次数,从而降低研发成本,缩短研发时间,减少研发人力。当今世界,创新速度和降低成本是制胜法宝。CFD等CAE软件的应用,对提高我国创新能力,由“中国制造”变为“中国创造”具有重要的现实意义和战略意义。美国波音公司生产的P-8A多任务海上飞机,在初始设计早期阶段,设计者采用CFD数值模拟方法细化设计,将原本4000小时的风洞试验缩减到1300小时。

  在汽车研制中,CFD应用同样重要。汽车外形设计,发动机性能及机舱散热设计,车内空气舒适度设计,等等方面CFD已显示出巨大作用。同济汽车学院是Fluent公司CFD软件的重要用户之一。在能源开发、利用、环保、化工、医学、制药、食品等领域,CFD都获得了广泛应用。

  据了解,相较传统的实物型试验,CFD具有明显的优势。在试验次数上,CFD可以就同一对象反复试验,或者直接通过计算机修改试验参数得到更多的试验结果。在试验时间上,由于试验对象、试验环境完全由计算机控制,也就大大减少了实物试验中需要试验对象和试验环境同时符合要求的硬条件。在人力资源上的节省更加显著,CFD只需要工程师等设计人员直接操作,减少了试验初期在实物制造方面的大量人力成本。在试验风险上,传统实物型试验可能导致的任何对人员、环境等造成的伤害将被完全避免。

  事实上,发达国家在CFD技术的运用上早已走在我国的前面。美国、英国是CFD技术的中心。日本的CFD技术应用市场规模是我国的10倍左右,而他们的GDP实际只有中国的2倍左右,这说明我国在CFD技术上面的投入比例与我国GDP占全球比例极不相称。我们的GDP主要来源于代加工和低附加值产品,有自主知识产权的不多。我们想要变“中国制造”为“中国创造”,最有力的工具就是科学技术。

  

  

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