附錄A：2030年CFD遠景規劃能力和路線圖

2017-11-01 by:CAE仿真在線來源:互聯網

2030年CFD遠景規劃技術發展路線圖

本附錄介紹了提出的2030年CFD遠景規劃能力和路線圖,以了解非結構網格方法發展的現狀和未來。如果無法與其他提出的能力合理地整合,改進的自適應技術將用處不大。這包括改進自適應技術,以提高處理更大型、更復雜問題的能力,以及增大自動預測各種條件匯集在一起的問題的能力。因此,非結構網格自適應發展必須與圖9中詳細列出的其他技術的路線圖以及Slotnick等人提出的一系列基本能力相吻合。同時,L?hner和Baum還列出了使用更大程度的并發性預計將出現的許多問題。快速自適應航空航天工具(FAAST)項目確定了解決這些能力和路線圖的許多類似瓶頸問題,具體為:1.重視基于物理的預測建模。特別是轉捩、湍流、分離、化學反應流、輻射、熱傳導和本構模型等,必須較以前更能反映基本物理現象。

2.管理所有可能來源的誤差和不確定度:
(a)第一條所述的物理建模的誤差和不確定度;
(b)由網格和離散的缺陷產生的數值誤差;
(c)來自數值模擬的偶然不確定度,以及由于對特定流體流動問題的特性缺乏認識而產生的認知不確定度。

3.要求分析過程的所有步驟自動化程度更高,包括幾何外形的建立、網格生成和自適應、仿真結果大型數據庫的創建、所產生的海量信息的提取和理解,并具有引導計算過程的能力。所有這些改進的本質是要求求解工作鏈的每一步都具有高度的可靠性/魯棒性,盡量減少用戶干預。

4.具有能夠有效利用大規模并行、異構和容錯的HPC架構的能力,它們將在2030年時間框架內獲得。對于無局部相互作用的復雜物理模型,必須克服基礎算法映射到具有多種存儲器分級、延遲和帶寬的計算機所面臨的挑戰。

5.靈活應對工業和研究環境下計算任務的能力和容量問題,這樣,既可輕松完成非常龐大的組合計算,它由若干規模合理的單個計算構成(如填滿全飛行包線、運行圖所要求的計算,或進行參數研究和設計優化的求解),也可進行少量非常大規模的計算(如發現和理解流動物理現象的實驗所需要的計算)。

6.2030 年多學科分析的無縫集成將成為常態,最終的耦合模擬不用犧牲精度或數值穩定性,并且無需大量精力,那樣的話,只有少數的耦合模擬是可能的。

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