Готовый перевод Xueba's military research system / Военная исследовательская система: Глава 2 Моделирование методом вычислительной гидродинамики

1996 год, то время, когда в компьютерный класс нужно было надевать бахилы. Компьютер был новинкой, личных компьютеров у студентов, конечно, почти не было, и даже в компьютерном классе университета, если не получить разрешение факультета или выше, можно было пользоваться компьютером по студенческому билету не более часа в день.

Сейчас Чан Хаонань сидел перед компьютером неизвестной марки и смотрел на знакомый и в то же время незнакомый экран.

Классическое программное обеспечение для расчетов в гидродинамике Fluent, причем довольно новой для 1996 года версии.

Самый старый Fluent был просто решателем дифференциальных уравнений в частных производных, у него даже не было функции построения сетки, что увеличивало объем работы в несколько раз.

Хотя у Чан Хаонаня был бафф системы, позволяющий ему работать плавно, сами компьютеры 1996 года не могли обеспечить плавной реакции, а времени ему как раз не хватало.

Тем не менее, для трехмерного моделирования требовалось дополнительное программное обеспечение, например, CATIA от Dassault Systèmes.

«Вот это действительно возвращение в молодость, в двойном смысле», — подумал Чан Хаонань, глядя на ЭЛТ-монитор, шаровой манипулятор мыши и интерфейс Windows 95.

«Хаонань, когда ты всему этому научился?» — спросил Ву Ифан, стоявший за спиной Чан Хаонаня, с любопытством в глазах.

Его, конечно, интересовало не само моделирование, а то, как умело Чан Хаонань обращался с компьютером. Он знал одного крутого парня из Китайского народного университета, который на втором курсе заработал более двухсот тысяч юаней на программировании, и одно время тот был его кумиром.

«Конечно, пока ты занимался своими делами за пределами университета», — ответил Чан Хаонань, не оборачиваясь.

Чжан Мань и Чжоу Шувань, которые тоже стояли за спиной Чан Хаонаня, были ошеломлены, на их лицах читалось полное недоверие.

В отличие от Ву Ифана, который почти не уделял внимания учебе, они оба знали, как сложно моделировать такие сложные конструкции, как самолеты. Даже просто перенести уже нарисованное на чертежах в компьютер — для новичка это титанический труд.

Однако в руках Чан Хаонаня все выглядело так легко. Его пальцы летали по клавиатуре и мыши, и на экране постепенно появлялась модель истребителя с большим треугольным крылом и обычной компоновкой.

Модель эквивалентного крыла, готово.

Аэродинамическая модель всего самолета, готово.

Когда администратор компьютерного класса пришел напомнить им об истечении времени, Ву Ифан, боясь, что Чан Хаонаню помешают, тут же добавил свой час к этому компьютеру. Затем Чжоу Шувань и Чжан Мань тоже внесли свой вклад, отдав свои студенческие билеты.

Моделирование воздухозаборника…

Моделирование двигателя…

«Фух…»

Под «руководством» системы Чан Хаонань полностью погрузился в работу. Когда он наконец закончил моделирование, то обнаружил, что прошло уже несколько часов.

«И это… все?» — Чжан Мань смотрела на экран с изумлением. Хотя она наблюдала за всем процессом моделирования, создание такой детализированной трехмерной модели за четыре часа казалось ей нереальным.

«Строго говоря, конечно, нет», — Чан Хаонань потянулся и откинулся на спинку стула. — «Но в нашем курсовом проекте требуется только аэродинамическое проектирование, поэтому бортовое оборудование, внутреннюю структуру и все такое мы опустим. В любом случае, мы знаем, что этот самолет точно сможет летать».

«Круто, братан Хаонань, я думаю, даже среди профессоров нашего факультета мало кто сравнится с тобой в этом», — Чжан Мань не скупилась на похвалы, и даже ее обращение к нему изменилось.

Она думала, что Чжоу Шувань — главная опора группы, но оказалось, что этот Чан Хаонань, который раньше казался немного чудаковатым, — настоящий скрытый гений!

Нет, бог учебы!

Как можно назвать чудаковатостью чудаковатость бога учебы? Просто смертные не понимают замыслов богов.

«Если говорить только о моделировании, то да, пожалуй», — Чан Хаонань погладил свои густые волосы, откинулся на спинку стула и уверенно улыбнулся. Он не хвастался, в этом деле во всем мире вряд ли найдется кто-то более опытный, чем он.

«Но мы же договаривались рассчитать характеристики этого самолета?» — Чжоу Шувань почесал голову. Он тоже видел, что Чан Хаонань крут, но не хотел слишком напрягаться.

«Конечно, но процесс расчета займет довольно много времени, поэтому на этот раз я рассчитаю только характеристики воздухозаборника. После этого, применив метод конечных объемов для решения уравнений Эйлера для внешнего поля обтекания самолета и уравнений Навье-Стокса для внутреннего поля обтекания воздухозаборника, мы получим довольно типичные данные о характеристиках воздухозаборника».

Чан Хаонань сохранил файл модели и открыл Fluent, чтобы перейти к следующему этапу.

Для создания сетки для сложных форм можно использовать разбиение на структурные сетки или единую неструктурированную сетку. Разбиение на структурные сетки обеспечивает высокую эффективность вычислений, но низкий уровень автоматизации создания сетки, в то время как неструктурированные сетки обладают противоположными характеристиками.

Система, как «научный руководитель», естественно, обучила Чан Хаонаня обеим технологиям, но ему нужно было выбрать одну из них для работы на компьютере.

Хотя новая версия программного обеспечения 1996 года уже умела создавать сетки, ее функциональность была еще несовершенной. Учитывая, что производительность компьютеров того времени значительно уступала компьютерам двадцатилетней давности, Чан Хаонань в итоге выбрал более эффективный первый вариант.

«Компьютер номер 27, ваше время снова истекает…» — в этот критический момент голос администратора снова раздался от входа. На этот раз у них не было другого студенческого билета.

«Возьмите мой».

Холодный женский голос раздался из-за спины Чан Хаонаня. Они обернулись и увидели высокую девушку с длинными распущенными волосами, в светло-голубом платье и круглых очках. Она встала и протянула администратору документ в красной обложке: «Я освобождаю компьютер, дальше пусть они работают».

Этот документ явно был непростым. Администратор лишь взглянул на него и, даже не сделав записи в журнале, вышел из компьютерного класса.

«Спасибо…»

Раз уж девушка оказала им такую услугу, Чан Хаонань поспешил поблагодарить ее после ухода администратора, но, начав говорить, он не был уверен, кто она — преподаватель или студентка.

«Яо Мэнна, второй курс докторантуры, можно сказать, ваша старшая коллега».

Яо Мэнна коротко представилась и, оставив свой компьютер, подошла к Чан Хаонаню и остальным: «Пока вы не выйдете, этот компьютер можно использовать, не бойтесь, что вас кто-то побеспокоит».

«Огромное спасибо, старшая коллега, мы…» — начал было с улыбкой благодарить ее Ву Ифан, но его перебили: «Не за что, мне самой интересно посмотреть, как вы продолжите. Собираетесь проводить гидродинамическое моделирование всего самолета?»

Очевидно, Яо Мэнна тоже заинтересовалась моделированием Чан Хаонаня, но, поскольку они говорили тихо, она не расслышала деталей.

Чан Хаонань кивнул: «Да, собираюсь использовать Fluent для численного решения полных уравнений Навье-Стокса».

Услышав этот ответ, Яо Мэнна слегка округлила глаза.

Она не ожидала, что эти ребята, или, скорее, этот парень, который выглядел как студент, замахнутся на такое — она наблюдала за ними с самого начала и, конечно, видела, что всю работу выполнял тот, кто сейчас сидит за компьютером.

На самом деле, даже Яо Мэнна, будучи на втором курсе докторантуры, только начинала знакомиться с моделированием методом вычислительной гидродинамики (CFD) в авиастроении.

«Вы не против, если я посмотрю?» — спросила Яо Мэнна, но, не дожидаясь ответа Чан Хаонаня, села на соседний стул. — «Возможно, я даже смогу чем-то помочь».

Хотя она так сказала, у самой Яо Мэнна не было четкого плана. В основном она хотела почерпнуть вдохновение из работы Чан Хаонаня. В то время цифровое проектирование и компьютерное моделирование были в новинку для большинства китайских авиаконструкторов.

Пока они разговаривали, Чан Хаонань уже импортировал созданную модель в Fluent и начал создавать сетку методом конечных объемов.

«Хех…»

Сейчас начнется его настоящее представление.

В то время у Fluent еще не было красивого графического интерфейса и множества готовых моделей, особенно для такого сложного моделирования, как сверхзвуковая гидродинамика, программа могла выполнить лишь часть работы.

Однако это не могло остановить Чан Хаонаня, который уже знал все следующие шаги.

Если существующее программное обеспечение может выполнить только часть работы, то можно написать алгоритм для численного решения системы дифференциальных уравнений в частных производных на Fortran.

Затем, вызывая внешнюю программу, можно использовать Fluent для выполнения той части, которую можно автоматизировать, а с помощью скриптов реализовать автоматические вычисления.

Яо Мэнна, наблюдавшая за ним, сначала была довольно расслаблена, но, всего лишь моргнув и зевнув, она обнаружила, что совершенно потеряла нить рассуждений.

Тем более, что Чан Хаонань печатал код с такой скоростью, что она просто не успевала понять назначение каждого фрагмента, не говоря уже о том, чтобы запомнить весь процесс.

«Эм…»

Яо Мэнна нерешительно начала говорить, желая спросить Чан Хаонаня о его подходе к моделированию, но ей было немного неловко задавать вопросы студенту, поэтому она перефразировала свой вопрос:

«Может, сравним наши подходы? Мне кажется, мой немного отличается от твоего?»

«Хорошо, расскажи сначала о своем подходе, я посмотрю, в чем проблема».

Чан Хаонань снова полностью погрузился в работу, и, поскольку прошло всего несколько часов с момента его перерождения, он подсознательно считал, что все еще находится в исследовательском институте и руководит стажерами.

«А?»

Эти слова чуть не вывели Яо Мэнну из себя.

Что значит «посмотрю, в чем проблема»?

Он что, считает себя эталоном?

Настолько уверен в себе?

И самое главное…

У нее же вообще нет никакого целостного подхода!

Яо Мэнна сделала несколько глубоких вдохов и похлопала себя по груди, чтобы успокоиться.

«Н… не надо, ты расскажи о своем подходе, я сама сравню».

http://tl.rulate.ru/book/129535/5585846