面向航空航天领域的工业CFD软件研发设计

• 作者: 张健 周乃春 李明 刘杰 陈江涛 向栋 金韬
• 来源期刊: 软件学报
• 学科: 工学
• 关键词: 航空航天 软件工程 工业软件 CFD 验证与确认
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 领域软件工程专题|SPECIAL TOPIC ON DOMAIN-SPECIFIC SOFTWARE ENGINEERING
• 页码范围: 1529-1550
• 页数: 22页
• 分类号: TP311
• 语种: 中文
• DOI: 10.13328/j.cnki.jos.006547

摘要

工业CFD (computational fluid dynamics)软件属于计算机辅助工程(computer-aided engineering, CAE)软件的一种, 在航空航天等领域有着广泛的应用. 其开发过程强烈依赖于流体力学、数学、计算机以及其他领域学科知识模型, 涉及大量理论推导、模型构建、算法优化、验证与确认等专业性、基础性科学研究, 导致软件系统构成复杂, 研发难度巨大. 通过引入软件工程的方法和实践, 能够对软件开发进行更有效的组织与管理, 达到缩短开发周期、提升软件质量的目的. 分析了工业CFD软件的特点和发展趋势, 提出了适合于工业CFD软件的增量与迭代结合的开发模型. 自主研发了面向CFD仿真软件的自动化持续集成平台. 从软件交互、封装与效率、功能扩展性及高性能集群环境部署等方面给出了工业CFD软件的设计建议. 针对性建立了适用于科学计算软件的验证与确认方法. 最后给出了一款国产自主CFD软件示范性案例, 以期为相关研究者和实践者提供参考.