风雷 3.0(PHengLEI)- 国产混合 CFD 数值模拟软件简介

风雷软件(PHengLEI,Platform for Hybrid ENGineering Simulation of Flows)是中国空气动力研究与发展中心(CARDC)研发的面向流体工程的混合 CFD 平台。平台以面向对象的设计理念,采用 C ++ 语言编程。为了适应结构网格、非结构化网格、混合网格、重叠网格等不同网格的计算,设计了具有良好通用性、可扩展的体系结构和数据结构,实现了在同一个软件平台上,同时兼容结构求解器和非结构求解器。两种求解器可独立运行,也能耦合计算,即在流场中同时含有结构网格和非结构网格的情况下,在结构网格上调用结构求解器,在非结构网格上调用非结构求解器。

1. 功能简介

风雷软件是拥有自主知识产权的计算流体学软件,在国内已经有了一定的推广使用,根据 官网 公开的信息,风雷软件 2013 年 12 月首次面世,起初仅面向气动中心内部使用,2016 年 4 月首次面向全国免费发布,目前已超过 100 家单位、1000 人次申请使用。

1.1 结构 / 非结构网格融合

风雷软件目前是唯一支持同时兼容结构 / 非结构网格的开源 CFD 计算平台,能够满足用户的多样化需求,支持结构求解器和非结构求解器。

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1.2 二阶 / 高阶精度融合

依据官网提供的信息,风雷软件首次实现二阶 FVM/ 高阶 WCNS 混合计算的软件:

  • 支持多种混合计算策略,如二阶 / 高阶算法混合
  • 激波 / 分离等特征区域采用结构网格 WCNS 算法
  • 其他区域采用非结构二阶有限元体积法

1.3 工程应用 / 基础研究融合

风雷软件诞生的基因决定了其能够实现工程应用与基础研究的高度融合,风雷软件从工程应用中开发而来,同时适用于开展 DES/LES、高精度等前沿技术研究。

2. 开源简介

风雷软件于 2020 年 12 月,正式面向全国开源。与其他开源 CFD 软件相比,风雷软件的特点是:

  • 扩展能力强
  • 开发难度低
  • 计算效率高

风雷软件支持全网格类型、支持多算法模型,可以应用于任意类型的运行数据库和数据库的标准化处理,如下图所示。

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就开发难度而言,风雷软件是专门针对计算动力学领域的编程框架,实现接口分离,达到模块化、高内聚、低耦合。

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在计算效率方面,风雷软件支持:

  • 并行多重网格加速方法、低速预处理方法
  • 并行计算效率高,16 万 CPU 核(MPI)并行效率不低于 85%

当前风雷软件虽为开源软件,并并未采取通行的开源协议,而是自拟了《国家数值风洞“风雷(PHengLEI)”软件开源协议》,面向单位和个人均可申请。协议内容引述如下:

  • 申请者不得私自以拷贝、刻录等方式向第三者(包括同一单位内的其他人员)传播 。所有用户均需填写本协议,向中心申请并获授权后方能免费获取。
  • 用户可以在“风雷(PHengLEI)”软件上添加、修改源代码,有权提出软件的使用反馈及意见,用户可以发表软件的使用体验及感受,但不得随意诽谤、中伤。
  • 用户享有其开发代码的知识产权 。鼓励将开发成果返回至开发团队,或在“风雷(PHengLEI)”软件中开源,开发者将在代码中署名。
  • 若该软件被申请人用于学术研究,则相关论文成果中应引用国家数值风洞“风雷(PHengLEI)”软件; 若用于其它用途,需在显要处标注基于“风雷(PHengLEI)”软件开发。
  • 一旦申请使用本软件,即表示同意接受协议各项条件的约束。如果您不同意协议的条件,则不能获得使用本软件的权利。
    “风雷(PHengLEI)”软件由中心开发,一切知识产权,以及与软件相关的所有信息内容,包括但不限于:文字表述及其组合、图标、图饰、图表、色彩、版面框架、有关数据、印刷材料、或电子文档等均受《中华人民共和国著作权法》、《中华人民共和国计算机软件保护条例》、《中华人民共和国商标法》、《中华人民共和国专利法》、反不正当竞争法和相应的国际条约以及其他知识产权法律法规的保护,除涉及第三方授权的软件或技术外,中心享有上述知识产权。
  • 您获得的只是本软件的使用权。 本软件仅限中华人民共和国公民申请使用
  • 本协议的最终解释权归中心。

由开源协议的最大特点是 “仅限中华人民共和国公民申请”,另外一个特点是 知识产权的归属归原始创新者所有 。此开源协议非常具有时代特色,也是当前能够促进国内技术发展的良好范本。申请表可以前往 官网下载 ,或者通过网盘下载,链接: 百度网盘 提取码:6ekt。

  • 发表于 · 2021.01.02 12:46 · 阅读 · 1198

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