CFD工程（一）

赵玉心

[这个贴子最后由赵玉心在 2004/03/14 10:59pm 第 3 次编辑]

第二步和第一步几乎同步进行，经过对月兄的提议和自己的一些经验制订第二步措施——熟悉CGNS系统。
熟悉方式主要通过阅读下面网站中的所有资料：
http://www.grc.nasa.gov/WWW/cgns/
具体操作我会和合作者联系。

赵玉心

我先说一说CGNS吧。也许有些人不太了解。
CGNS肇始于94年Boring和NASA的联合开发计划，现已成立CGNS专业委员会，隶属于AIAA。其主要目的是开发CFD通用文件格式，并致力于成为ISO标准。98年至今，CGNS所走的道路并不平坦，成为ISO标准的目标并未实现。但是鄙人有如下拙见，如有错误请大家指正：
1.Boening全力支持CGNS，就以往的经验来看，Boening已经推出了多项ISO标准，因此CGNS成为ISO标准不存在经验上的困难。
2.NASA可以说是全球流体力学的中心，而CGNS的主要开发机构就包括NASA的三大研究中心，因此从技术上说，CGNS成为ISO标准完全是现实的。
3.如果说Boening和NASA的合作给CGNS的发展提供了坚实的基础，那么ICEM CFD公司的牵头则意味着CGNS的开发已经走上了正轨，后来CGNS研究委员会的成立也使得CGNS的开发更加规范化和条理化。因此，CGNS成为ISO标准不存在组织上的困难。
4.CGNS开发初始没有任何一个商用软件公司参加，而在短短的四年内，Fluent、Star-CD、Numeca、Tecplot和FieldView隶属的软件公司也纷纷加入CGNS开发的行列，这意味着CGNS标准的开发是大势所趋！

赵玉心

[这个贴子最后由赵玉心在 2004/03/10 08:05pm 第 1 次编辑]

我再说说CGNS的组织结构吧。弄清它的组织结构对于理解我们的计划很有帮助。
CGNS译成中文是——计算流体动力学通用符号系统，其实它主要包括两个方面：
一是描述CFD问题的协议，这个协议规定了CFD数据的组织形式（树型结构），亦即CFD文件格式。
二是实现上述CFD文件格式的软件系统，该软件系统包括几个方面，具体可以查阅相关文献。
CGNS有几个最为重要的特点是我们采用它的原因，第一是源代码的开放性，第二是应用程序的可扩展性，第三就是它完全可以成为ISO标准（个人意见）。
如果说CGNS是针对CFD通用文件格式，那么我们的计划就是在这个格式的基础之上开发通用CFD编程格式。如果没有CGNS我们就没有办法准确交流数据。每一个程序模块肯定都有的入口和出口，而入口和出口的数据组织形式已经由CGNS标准化了，这就可以省掉了数据传输的障碍。

赵玉心

[这个贴子最后由赵玉心在 2004/03/14 11:25pm 第 1 次编辑]

下面说一说我们使用CGNS的所面临的困难：
使用CGNS我们有如下困难：
1.国内研究CGNS的人员寥寥无几，而且大多数是单干，因此缺少合作是我们面临的困难之一。
2.因为研究人员较少，所以大部分人对CGNS了解甚少，甚至一无所知，因此在理论修养上还没有几个人能说过得去！！！
3.CGNS虽然开放源代码，但是毕竟是老美的东西，即便对CGNS的未来不做更多设想，我们也可以预见到跟在别人的后面走永无出路。
4.我们撇开科学精神不谈，因为科学还是有地域性之分的，所以当STEP成为ISO标准时中国还是制定了自己的一套CSTEP标准。为什么？因为我们没有自己拿得出手的东西就只能是二流角色！！！所以在时机成熟之时，哪怕有那么一点点希望我们也要有自己完全的独立知识结构，也就是说我们需要开发自己的流体力学标准！！！这是最大的困难。
5.我喜欢在网络上做这些事情，如果没有网络，孙志刚的死不会有几个人知道，苏秀文的恶没有几个人会知道，可以说网络具有相当完善的监督作用。如果没有网络，Fluent的翻译我现在恐怕还完不成，应该说网络合作是现在搞科学研究的一个新的手段。因此我所面临的第一个困难就是大家是否会与我合作，这是决定这项合作计划成败的关键。

赵玉心

下面再说一说我的计划：
还是举流体中文网的那个例子——三对角矩阵的求解。
通常我们是对特定的离散方程（二阶精度）进行三对角矩阵的追赶法求解，每解决一个新的问题都要重新编写追赶法的程序，其实编程序是体力活，而且相当的浪费时间！
如果我们有这样的一个程序——已知三对角矩阵的CGNS描述的文件，用该程序读入该文件自动生成三对角矩阵的求解程序源代码，或者.exe文件（目前没有生成.exe文件的能力），那么我们可以节省大量的编程时间而作更多的科学研究工作。
对于其它情况如边界条件的处理，气体模型的处理，湍流模型的表述等都可以通过这样的思路实现。
应该说我这个所谓的计划就是编写一套生成CFD程序子模块的程序，并通过其它程序将这些模块组织起来。
应该说这个东西和ACIS开发平台相当的相似，不知道大家是否清楚ACIS开发平台。它是这样的一个平台——以OPENGL为基础，面向对象的CAD软件开发平台，它是免费的（可是不熟悉的人它好像不给！）。其中中国的金银花CAD系统就是基于该平台开发的。
我们最初的目标绝对不可能如ACIS那样庞大，我们只需要生成源代码，甚至最初的系统根本就不用GUI界面，然后逐渐发展。

赵玉心

如果能够有大量的合作者，我所担心的一些问题：
1.开发者过于浮躁，急于求成。
2.合作过程出现意外。
3.如果我们作出一些成果，该怎样保护我们的知识产权。
4.CGNS将来不可避免的要涉及到我们所说的内容，怎么才能够保持优势。

对月

标准是建立在技术优势的基础上才有生命力，因此核心是技术优势，不用太担心，技术提升了，标准自然就与时俱进了，人不在多，而在于精，合作可以先从学习开始，讨论是学习的一个捷径，偶的经验，编程在于两个方面，一是对问题清楚，二是对细节清楚。

大葱蘸酱

俺是程序员，有开发商业软件功底，对流体了解一些，赵老师如果有事，说一声就成

赵玉心

下面引用由大葱蘸酱在 2004/03/12 09:49pm 发表的内容：
俺是程序员，有开发商业软件功底，对流体了解一些，赵老师如果有事，说一声就成

那在下先谢谢您的支持，过两天我会贴出详细计划。

Shalley

挺有兴趣的

f10w

我是流体的硕士,但是这么多年一直在做商业的软件.写过几十万行代码,对写程序有点体会.程序的开发过程的管理非常重要.从需求分析开始到质量的保证都要有严格的控制.
我对CGNS不太了解,有时间研究一下.我觉得cfd软件功能主要有三块,
问题的描述(建摸,网格的生成,边界条件定义,流动参数等等);
问题的求解(用各种算法求解问题,可以使用并行和分布式的框架,如mpi等等);
结果的呈现(表格,图形,动画的演示).
如果说计划"编写一套生成CFD程序子模块的程序",我认为应该属于第一块的功能.也可以看作是第一块功能和第二块功能之间的桥梁.
我现在应该是外行了,说的不对抱歉.模块之间的接口定义非常重要.软件的设计就是接口的设计.如果有现成的标准接口,那是非常好的.