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CFD可以代表流体力学吗?-FESIM有限元分析

CFD可以代表流体力学吗?-FESIM有限元分析

流体力学理论不完备金民律 ,所以需要用CFD来更好地认识流体。所有的算法和code都是暂时的,只有对流动本质的认识才是永恒的曹瑶瑶。
CFD是非常具体的,比如,做汽车的CFD和做航空的CFD是不同的鬼面皇妃,做海洋的CFD和做建环的CFD又是不一样的"。因为计算方法只是一种离散化的近似方法芙蓉肉,在流体方程组这种强非线性的特性下,很多数值结论是说不清楚的,还是需要实验进行检验和确认。 至于流体力学的理论萧然梦,有两方面吧:
1. 基本的守恒律框架其实还是蛮经典的,也是比较清楚了,相当于理论力学和连续介质力学的东西。但是大变形导致的几何非线性问题,与其说是一个流体力学/连续介质力学的理论问题浦发御园,倒不如说是数学手段的问题,据所知,还是没有特别多的办法。松峰莉璃在固体力学中也有很多人在做大变形板壳的弹性力学解的问题。这里大变形是指,在一个固连在流体或者物质单元的坐标系下,流体或者物质单元的变形为有限的情形,对应于N-S动量方程组中左端对流项爱情契约。严格意义上说再见溪谷,动边界问题也算是数学手段限制的一部分。对湍流转捩问题,算起来丰都庙会,一部分还在于非线性方程的稳定性理论的一部分。同样的雷诺圆管实验,有Re=1600开始出现间歇湍流的,也有Re>10000的时候稳定的。说明初始条件对于转捩是有很大的影响的。对应于CFD的话,哪怕是一个完美的CFD模型,给定的边条件的精确程度的不同,会很大的改变计算出来的结果。
2. 物性方程,在不同情况下,是并不清楚的。经典的理论是在牛顿流体下建立的,但是常见的流体并不是牛顿流体,比如血液,体液,石油,高分子材料和溶液,各种固体溶液和溶胶,磁流体。这些流体的物理性质并没有被完全理解(参看J. Non-Newtonian Fluids Mech. & J. Multiphase Flow,以及时不时Physicsof Fluids, PRL...)。就算是在Re<<1的情况下,也会有强混合和混沌现象出现,也会有由于自组织产生的应力应变,基本上可以说一个全新的领域。这方面的CFD有很多的工作可以做,而且也非常有挑战,比如强奇性之类的。不收敛的情况还是蛮常见的,更不要提可以可靠的预测了巴伐利亚玫瑰。
流体力学在力学这么多学科中,算是被倾注很多心血的方向了,包括很多化工界的大牛和前辈。不过由于应用范围广,物质特性变化大,数学又很复杂(非保守系统),这个体系并不是太优雅和简洁。