引进美国FLow.doc

PAGE 1 引进美国FLow-3D流体计算软件考察报告 前言 水工水力学研究作为水利工程科研中的基础学科，在涉水建筑物如溢洪道、水闸、取排水口、鱼道、船闸、河道整治、水污染治理等规模论证、优化布置以及运行管理等方面起至关重要的指导作用，可为工程决策提供科学的技术依据。目前，常规的水工水力学研究主要技术手段为水工物理模型试验，通过按比例尺缩放的实体模型预演工程遭遇的各种运行工况，达到论证及优化布置的目的。但是，物理模型试验存在周期长、资金投入大等缺点。因此，国内外水利工作者在不断提高物理模型研究技术水平的同时，也在积极探索辅助或者替代研究技术。目前，国际上趋于成熟的研究手段为数值仿真模拟技术，为继物理模型试验后的主要研究方法之一，而我省水利行业在水动力数值模拟中一般侧重于大尺度的平面二维数学模型，对于建筑物附近的复杂三维水动力条件数值研究相对较少。 为了丰富研究手段，提高工作效率，拓展研究领域，浙江省水利河口研究院开展了水利部“948”项目——“Flow-3D流体计算软件的引进及在水利工程中的应用研究”，从美国Flow Science. Inc公司引进流体仿真模拟软件Flow-3D，通过对该软件的消化、吸收及再创新，逐步将三维数值仿真模拟技术应用到各类水利工程中，为工程布置优化及运行管理提供技术依据。 为进一步了解该软件的功能特性及在国外水利工程中的应用情况，我厅应软件开发单位美国Flow Science. Inc公司及该软件用户单位加拿大SNC-Lavalin公司邀请，组团于2010年10月13日至10月22日对美国Flow Science. Inc公司和加拿大SNC-Lavalin公司进行了为期10天的公务考察，考察内容主要包括Flow-3D流体计算软件的功能特性、软件使用技巧及经验、在国外的应用情况、软件的发展方向、软件在典型水利工程中的应用以及国外水利行业先进的管理运行理念等。 一、Flow Science. Inc公司 考察代表团一行六人到达美国Flow Science. Inc公司后，受到了该公司市场部副总裁David Souders、工程师Shayan Palit以及技术开发部研究员魏更生博士等人的热情接待，副总裁David Souders向我们详细地介绍了Flow Science. Inc公司及Flow-3D软件的发展历史、Flow-3D软件的先进性、应用范围、软件的应用现状、软件发展方向以及在典型水利工程中的应用等。考察团就软件引进、使用、维护服务及二次开发等方面内容进行了友好而深入的交流，并表达了进一步交流及合作的意愿。 交流现场照片 通过交流，对美国Flow Science. Inc公司及Flow-3D流体计算软件的各方面特性了解归纳如下： （一）公司发展简介 Flow Science. Inc公司位于美国最古老城市之一的新墨西哥洲首府圣达菲市，总部员工约30余人，主要来自美国、加拿大、印度、中国等八个国家和地区，公司下设技术研发部、市场销售部等。该公司起源于1963年的洛斯阿拉莫斯科学实验室，隶属军工行业。创始人C.W.Hirt博士在实验室研究阶段开创了流体动力学仿真领域的自由液面跟踪技术及稳定计算方法后，于1980年离开实验室，在圣达菲市建立Flow Science. Inc公司，致力于开发高精度流体动力学模型，并希望能逐步应用于流体相关的各行各业。 美国圣达菲市Flow Science. Inc公司 因此，为满足软件在不同领域的需要，Flow Science. Inc公司一直把开发重点放在使用简便、通用性强及适用性广泛等方面，软件公司的宗旨是密切关注每个用户特殊的模型需求，为用户提供最优秀的流体动力学软件和服务。1985年，Flow Science. Inc公司正式推出了简单易用、功能强大的三维流体动力学和传热程序商业版——FLOW-3D。 通过多年的发展，该软件的用户已经遍及全球20多个国家，主要为各类设计单位、科研机构及大专院校，并通过各地的代理经销商，不断地将用户的需求反馈到总公司，从而使软件的功能及服务得到进一步完善。目前，该软件的功能主要涉及铸造、航天工业、喷涂、焊接、日用品、船舶、水力与环境工程以及微机电工程等多个领域。 （二）Flow-3D流体计算软件简介 Flow-3D软件是一款三维流体仿真模拟计算工具，目前已经广泛应用于水利工程、环境工程、航天工业、日用品等领域。Flow-3D流体计算软件利用有限差分法完整地离散了三维Navier-Stokes方程，配合软件开发的自由液面跟踪技术和网格精确模拟技术，可以在简单的正交网格下求解复杂的建筑物、地形变化与自由液面等问题。另外，在大尺度的二维平面流体现象中，Flow-3D软件也可以通过浅水模式简化成二维平面或者立面模型，从而加快计算速度，