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试用|国产CFD软件PHengLEI

内容纲要

今天体验的PHengLEI软件是中国空气动力研究与发展中心研发的、具有完全自主知识产权的、面向流体工程与研究的CFD平台。关于该软件的介绍,可参阅其官网介绍

说明

1、官网地址:http://www.cardc.cn:84/
2、以下所有内容均为个人观点。

1 软件获取

目前软件可以通过申请试用的方式获取。目前尚不清楚申请获取的软件功能是否完整,不过据我观察貌似是完整功能。
  • 进入官网,先免费注册或登录

  • 选择菜单产品下载 → 软件下载进入下载页面

  • 选择所需版本,点击立即申请

  • 进入新的页面,继续立即申请

  • 留言后提交申请

很快就能在邮箱中收到下载方式了。

安装过程很简单,一路Next就行。

2 软件使用

由于没有这软件的使用经验,因此采用官方提供的案例来体验一下。
注:以下内容带有极重的主观色彩,受限于个人对软件的熟悉程度,一些评论性语言可能会有失偏颇。
  • 双击桌面上快捷方式可启动软件

这快捷方式图片做的不错,挺美观。
  • 启动后的界面是这个样子,额,感觉逼格一下子下降到了谷底,浓浓的学院风

个人觉得这个界面丑到了骨子里,感觉这界面设计还停留在上个世纪。如果自己耍着玩倒无所谓,但如果要做成公开软件,还是很有必要做一下美工设计的。起码谁也不愿意整天对着一个丑兮兮的界面吧。
  • 点击新建工程创建新工程,弹出了设置工作目录对话框

这个还不错,看到界面就知道该从哪里下手。
  • 随便选择一个路径后,进入到了新建工程对话框,如下图所示,选择跨声速流动,点击确定按钮,结果弹出一个错误提示框,说选择的文件夹不是空文件夹

没搞明白为何必须要使用一个空文件夹作为工作路径。不过好在有提示,还是很容易进行下一步。
  • 重新新建一个文件夹作为工作路径

终于进入到设置界面了,如下图所示。

设置面板具有良好的逻辑性,从上至下分为全局设置、网格设置、解算器设置三个大的层级进行参数设置。
测试案例文件在软件安装路径下可以找到,案例文档可在官网上下载到。本次选择的测试案例为NACA0012跨声速绕流,马赫数0.799,雷诺数9e6,攻角2.26°。我对这软件操作不熟,所以下面的参数设置过程来自软件随机文档。
  • 如下图设置全局设置与网格设置

1、这里网格设置很鬼畜。需要先选择网格格式,后面选择源文件才能找到对应的文件。设计GUI的人估计是软件用得太少。一般情况下难道不应该是我们在打开文件对话框的时候根据软件扩展名来决定网格格式么,做一个简单的类型判断很难么?难么?这么简单的处理方案硬生生的搞成这样。用户出错机会多,人机体验就不好。
2、这里的网格格式有3种:CGNS、Fluent以及FieldView。前两种格式都能理解,CGNS是通用格式,Fluent因为其业内影响力基本也可认为是一种通用格式,但FieldView是什么鬼,什么人会把自己的网格转成FieldView的格式呢,Fieldview本身就是个小众的后处理软件。
3、这里网格单位放在网格导入之前设置,其实也很难受,尤其是当网格是别人提供的时候。网格都没导入我怎么知道用的是什么单位呢。为什么不能做一个网格缩放功能,管他什么单位导进去后再决定是否缩放不好么。
4、网格方向。我没搞明白这里的网格方向是个什么意思。
网格导入后如下图所示。

这背景色导致网格显示一塌糊涂,我没有找到可以调整背景色的地方。
  • 选择控制参数按钮,右侧弹出参数设置面板,选择定常、湍流、SA模型,设置最大迭代步数10000

这里的湍流模型只包含有SA模型与KW-SST模型。个人猜测可能编软件的那帮人都是从事外流场计算,而这两种模型也是比较适合于航空外流场计算。但如果涉及更复杂的民用产品流场计算,只有这两个模型很显然是不够的。
  • 点击按钮边界条件打开边界条件设置面板,如下图所示设置边界wall参数

这里的壁面类型包含:绝热壁与等温壁。无法设置更复杂的边界条件。

这里没有看到边界类型指定方式,如果只有壁面和远场边界,似乎也就只能做一些外流场计算了。
  • 进入空间离散设置面板,如下图所示进行设置

这里的选项很多,看起来很腻害的样子。
  • 进入时间离散设置面板,如下图所示

这里利用库朗数来控制时间步长。
  • 点击后置处理按钮设置参数

  • 点击计算结果按钮设置数据输出选项

  • 点击如下图所示工具栏按钮启动计算

  • 可以查看残差变化曲线

从图形刷新上看,残差曲线并不是实时更新,而是间隔一定迭代次数后更新一次曲线。
  • 可以查看各种物理量随迭代变化曲线

与残差曲线一样,物理量监控曲线也不是实时更新。从上面看监控曲线来看,在迭代2000步左右已经收敛了,但奇怪的是软件没有自动终止迭代,花费大量时间活生生迭代了10000次。
  • 压力分布

  • 马赫数分布

  • 密度分布

计算结果可以用tecplot打开并进行后处理。
由于搞不到实验数据,所以本次体验无法比较计算精度。

3 总结

整体上来说,PHengLEI可归类为一款用于空气动力学计算的专用软件。
个人体验加观察得到:
  • GUI还有较大的优化空间,当前的人机界面只能用简陋来形容,且毫无美感可言。
  • 缺少几何与网格操作功能。不过能够导入cgns及Fluent格式基本也能满足需求。
  • 目前仅支持流动计算。目前未看到除流动计算之外的物理模型,如热计算、动网格等功能均没有找到。
  • 后处理模块几乎没有。不过内置了一些常用物理量的输出和查看,如果作为空气动力学专用软件也算够用。
  • 求解器包含了较多的对流项处理算法以及限制器。个人猜测在空气动力学计算方面应该有两把刷子。
不管怎么说,PHengLEI目前是国产CFD软件中唯一敢拿出来面对大众的(其他很多吹得很厉害的所谓国产CFD软件,都在梦幻里,吾等只闻其名不见其形),就这一点应该是甩了其他国产CFD软件十条街了。
不管什么软件产品,只有在不断地用户反馈-迭代更新中才能发展壮大,我还是比较看好PHengLEI,期望有一天PHengLEI能发展成一款通用的CFD软件。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道

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文章名称:《试用|国产CFD软件PHengLEI》
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