go to top

您所在的位置: 首页 » 仿真咨询 »

    仿真咨询-凯发信誉

    技术咨询正文2
    仿真咨询是一个系统的工程,它包含一个大前提和三个步骤:
    大前提是任何物理化学现象都是在一定环境下发生的,任何数理模型都有自己适用的前提条件!所以请对宇宙中的规律心怀敬畏,我们只是受规律支配且对其所知甚少的生物。
    三个步骤是1 可用数学物理描述,2 存在合适算法,3 专业的数据解读。而非通常理解的用一句话描述一个物理现象,然后软件就可以输出一切可能的结果。
    唯有落实这三个阶段,才能保证得到可靠的仿真结果。

    技术咨询
    假如把烧开水的过程作为一个仿真项目,我们尝试用三个步骤去解读它:

    首先,如果我们要用数学物理语言去描述这个过程,我们需要准确的知道我们要关注什么:水的温度变化?水的流动状况?沸腾的时候气泡产生情况?锅的温度变化?锅的受热变形?燃烧的化学过程?只做单个物理场计算还是全部都需要做?以怎样的关系偶合起来?… …等等,在专业严谨的技术咨询过程中,往往越简单的事情越复杂,因为只言片语根本无法提供有效的数学物理信息。甚至在当上面的问题确定后,还需要提供锅的形状尺寸参数,材料参数,水的密度、热容和热导率,这还不够,还需要知道燃烧的放热功率或者当地的沸点等等。
    换句话说,就是用准确的数理化语言去定义问题。想获得的是温度,速度,压力,体积分数,应力应变中的哪一个?这些物理变量和哪些物性参数相关?对象的几何结构又是怎样的?

    其次,目前不存在任何一款软件可以解决所有的物理化学问题!很多前沿物理问题是不可解的,甚至连很多古老的方程譬如纳维尔斯托克斯方程至今都没有精确的解析解。特定的物理问题存在特定的数值算法,譬如流体的有限体积,固体力学的有限元,离散粒子或者不连续介质的sph算法,电磁学的有限差分等等,每一种算法都有自己的局限性,而市面上常见的软件往往是用指定的一种算法编写而成的,所以特定的物理问题需要选择特定的软件,如果说要选择通用性软件,必然是要在一定程度上简化模型的!
    所以说,在选择软件之前需要考虑这款软件是否满足自己的要求,它的算法是否契合核心物理场?

    最后,专业的数据解读。假设我们在前两步完美执行之后,那么代码或者软件会给出海量的数据,每个网格节点的坐标,每个坐标点上的物理量大小,怎么去解释这些物理量的分布规律和变化情况是一个非常需要学科积累,同时对研究者的数学功底也是一个巨大的考研。数据是客观的,理解确实主观的。专业的学科背景,扎实的数理基础以及合适的解读角度是研究者必须具备的三大要素。

    末了,笛卡尔需要指出:仿真毕竟只是仿真,它的核心价值在于指导设计!仿真无法代替实验,原因在于仿真不创造描述现实的数理方程!仿真只是借助计算机强大的计算能力去求解方程。我们什么时候需要仿真?当实验的时间金钱开销远远超过买电脑、买软件、计算的投入;当实验规律已知,但需要得到不同情况下实验结果的时候;当极端环境下无法用活体生物去做实验的时候;当我们的总结报告只有result没有discussion的时候,朋友你需要一款仿真软件。
    二维码