大型通用CFD软件体系结构与数据结构研究
2012-11-08张来平邓小刚
空气动力学学报 2012年5期
关键词:结构
赫 新,张来平,赵 钟,邓小刚
(中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室,四川 绵阳 621000)
0 引 言
从20世纪90年代开始,国外的CFD软件开发机构开始大量应用面向对象技术,在计算机图形学、数据库技术、标准输入输出等方面做了大量工作,在软件的稳定性和可用性方面取得丰硕成果,相继推出了Fluent、ICEM-CFD、Fastran、CFX等知名商业软件,同时开发了众多知名的In-house专业软件,如CFL3D、FUN3D、USM3D、TAU、elsA 等[1]。
国内的CFD软件研制起步较晚,和国外优秀CFD软件相比还有较大的差距,其主要体现为:(1)多数软件采用Fortran语言的结构化体系结构,软件的通用性、可扩展性和可维护性差,软件架构相对落后,升级换代遇到难以克服的困难;(2)CFD软件开发模式有待提高,项目管理手段简单,难以保证软件质量;(3)CFD软件接口没有统一标准,限制了不同CFD软件之间的数据共享和交流。
从国外CFD软件的现状来看,遵循着功能更全、求解速度更快、资源消耗更少的发展思路,强调面向用户和多学科集成的研发模式,以更好地满足客户和研究的需求。众所周知,对于复杂外形飞行器的数值模拟,综合了结构网格和非结构网格优势的混合网格技术代表了未来网格技术的发展趋势[2]。但是,当前绝大多数基于混合网格的CFD软件一般将结构网格视为非结构网格的特例,因此仍按照统一的非结构网格进行数值计算。这实际上没有充分发挥结构网格的优势。一种最佳的选择是在结构网格上运行结构化解算器,而在非结构网格上运行非结构解算器,在算法层次上实现真正的结构/非结构网格耦合计算。……
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