《水动力学研究与进展》
最早接触Fluent还是在上班以后,虽然研究生学的是流体力学,但是那时候主要是通过编程解水动力学方程,商用软件没有接触过。上班后,在“研究所”总得研究点啥,于是开始真的是很认真的自学Fluent软件,很可笑的是,几年后通过一个项目才知道原来所里早就买过正版软件,只是一直没人用而已,白白浪费了。
这些年,虽然工作上也会偶尔会用一用软件,但学习研究的热情早已不在,虽然现在也在偶尔更新一下公众号,但也只是找个有意思的案例娱乐消遣一下而已,很多问题也没精力深究了。软件还在不停地进步,可人却停下来留在原地发呆了,怀念曾经努力过的快乐时光。
——此情可待万追忆,只是当时已惘然。
本文首发于Ansys中国知乎机构号:《一篇文章看完Fluent的起源和发展史诗》
马世虎编译整理
『编者按』
2019年,是Fluent诞生40周年。能够成为一款对行业影响极其深远的成功软件,除了深厚的技术和经验沉淀,还需要那份最难于坚持的初心。翻阅Fluent的历史,可以看到其几个创始人都是普通学生,当时他们的目的就是想把CFD软件商业化、普及化。后来在得到企业资助后,Fluent也始终保持着“为工程师们提供一个交互式的软件,向他们提供强大的技术支持”的初衷。本文梳理了Ansys Fluent的发展历程,或可为国内CAE行业从业人士提供一些参考。
绝大多数市面上如雷贯耳的软件都得益于其一两个创始人非凡的远见。然而,Fluent却是由一群来自五湖四海的年轻人创造出来的。这里要提到的第一位是来自土耳其的Hasan Ferit Boysan。1975年他来到英国谢菲尔德大学开始了他的流体力学研究生课程。当时流体力学里面几乎所有的计算工作都是手算完成的,Boysan遇到了另外一个土耳其学生Ali Turan,Turan当时正在做Cora3代码的研究工作,Cora3是伦敦帝国理工学院的斯波尔丁教授开发的最早的CFD代码,用以模拟突扩燃烧室中的燃烧现象。就像当时所有的CFD代码一样,用户必须在使用前制作穿孔输入卡片,而卡片上的错误只有在求解器崩溃后才能发现。Turan请求Boysan帮着用Cora3求解他博士论文中的一个问题。进展非常缓慢,因为每次改变几何或者是边界条件,就不得不重新手工制作打孔卡片。
这段经历非常痛苦,不过他们最终获得了足够的结果。Turan成功完成了博士论文,1976年,Boysan回到了土耳其。因为可以利用计算机代码获得一点计算结果,他已经在CFD领域小有名气了。
1979年,在谢菲尔德大学化学工程系的教授Jim Swithenbank的邀请下,Boyan再次返回谢菲尔德,帮助教授开发了一款
可以交互式定义几何和边界条件,专门用来求解旋流分离器的代码
。一名叫Bill Ayers的学生当时也参与开发了这款软件。软件最终发表在化学工程师学会汇刊上,并声明可以免费给读者提供源代码的拷贝。
随后,几百封索要源代码的邮件涌入了他们的邮箱,这几个年轻人意识到,交互式CFD代码可能拥有巨大的商业潜力…
新纪元开启,交互界面出现了
Boysan和Ayers当时还是谢菲尔德大学的研究生,他们开发了一款通用目的的程序,
该程序代表了CFD的一个新纪元的启航——交互式界面出现,用户可以在图形界面上修改几何、边界条件,并且观察这些变化产生的效果。这款软件也定义了前处理、求解、后处理的求解过程。软件被命名为Tempest,在谢菲尔德大学的Perkin Elmer 3205的计算机上,它可以求解400个节点的几何。这台古董级的机器内存只有1MB,却占用了学校的一整间屋子!
随后,Ayers向燃烧工程公司和巴特尔实验室展示了Tempest,两家公司对此展示了极大的兴趣,并花了几千美元买了源代码。这让Boysan等人备受鼓舞,他们决定向谢菲尔德大学寻求投资,以便将该软件进一步商业化。可是,到底要如何向非专业人士解释这个具有商业前景的项目呢?很快他们将目光锁定在谢菲尔德大学刚刚修建的一所带有观赏水池的大楼,这座大楼完工后,大楼周围的气流把水吹到了人行道上,最后校方又不得不把水池填平。这几个年轻人想以此为例,展示Tempest其实可以计算大楼周围的气流,从而事先预测出这个问题并及时规避。然而,学校管理层得知这项技术后,却十分担心由此发现更严重的大楼设计问题,加上当时他们并不看好这款软件,所以,拒绝了雄心勃勃的这群“企业家”们。
前面提到的Swithenbank教授,当时还是一家位于美国新罕布什尔的叫做Creare的咨询公司的特约雇员。1982年底,他写信给这家公司请求商业化他们的软件。这封信被转发给了公司合伙人,但是除了Bart Patel,每个人都对此毫无兴趣。Bart向老板回了一个便条,说“这个东西可能很有趣”。Ayers于是把代码装在了Creare的DEC PDP-11微型计算机上,向Patel进行了展示,Patel立即喜欢上了这款软件。