第一章 绪论
流体力学的研究对象和内容
流体力学是什么?
研究流体介质的特性、状态和在各种力的驱动下发生的流动以及质量、动量、能量输运规律的力学分支学科。
研究对象
液态、气态、等离子态。
流体力学的研究方法
- 理论研究
- 建立正确可解方程和边界条件
- 方程的求解或近似解()
- 实验研究
- 实验室中观察和测量流动
- 认识流动、发现新现象()
- 数值研究(20世纪50年代以后逐渐发展)
- 利用数值计算模拟、预测流动,验证理论() 目的:建立模型——“一切的模型都是错的”
- 商业软件:ANSYS(Fluent,CFX)
- 开源软件:OpenFoam(C++)
- 自编程 异构并行计算技术:CPU+GPU
- 利用数值计算模拟、预测流动,验证理论() 目的:建立模型——“一切的模型都是错的”
- 人工智能:科学研究的新范式
- 物理约束与数据学习融合,连接实验、计算与理论
- 流场重建:融合稀疏观测与物理方程,恢复速度与压力()
- 快速预测:学习工况与流场的映射,加速重复求解()
- 机理发现:识别主导动力学,建立可解释模型
- 优化控制:根据流动反馈优化策略,服务减阻设计()