CAE（Computer Aided Engineering）：利用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能并进行优化，涵盖的分析对象包括结构、流体、热、电磁等。在工业4.0和中国制造2025大趋势下，CAE技术已上升为国家战略，然而国内各大企业及科研院所对CAE的重视程度及技术水平良莠不齐，众多CAE工程师的学习之路及奋斗历程可谓“一把辛酸泪”，今天就和大家分享下我与CAE的点点滴滴，与众多志同道合的伙伴共勉。

一、兴趣使然——对未知世界的向往

每次看到科幻电影中“水漫金山”、“巨浪滔天”的逼真特效，除了享受巨大的视觉盛宴，我对其背后制作团队的精湛技术更是惊赞不已，是什么“神奇的力量”能将自然灾难展现的如此栩栩如生，如同身临其境。

直到大学时的一门流体力学课上，老师在解释现代流体力学研究的三大分支——理论流体力学、实验流体力学、计算流体力学（CFD）时，“义正言辞”的指出计算流体力学是计算机技术与计算方法相结合，通过数值计算的手段模拟未知的流动现象，已成为流体工作者最热的研究方向，就连电影中流动特效也是通过CFD仿真后再渲染而成。

一句话将我推向了CFD的“深渊”。

流动是美的，至少CFD仿真结果是美的，看着两车交会、转静干涉、天气预报、飞机外气动等复杂的流动现象可以通过曲线、云图、动画等形式完美呈现，就义无反顾地上了CFD这艘“贼船”，期望着掌握预测未知的技术，流汗，哈哈，现在想来确实有点幼稚。

真正开始CFD之旅是在我研究生阶段。怀着一腔热血投身于北航名师门下，“你对CFD了解吗”、“CFD有哪些组成部分”，我被问得一脸懵逼，没办法开始学吧！

二、我的CAE漫漫学习路

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。

1、初窥门径

我的CFD学习是从Numeca软件开始的，在叶轮机械领域的应用十分广泛。这款软件对我的帮助较大，因为其有完善的操作教程，全自动叶片结构化网格生成器IGG/AutoGRID，对新人来说上手较容易。我几乎将案例中的例子全部做过一遍，并形成了总结报告，对有疑问的地方进行详细的记录，事实证明这是个好习惯。后期的每一个疑问解决都使我技术更进一步。

Numeca软件的学习使我很快就能计算旋转机械的流场，也对CFD软件前处理、求解器、后处理三大组成部分有了初步了解。但也产生了更大的求知欲望，CFD软件的基本原理是什么，其他流动现象该怎么处理，流动、热、声场问题怎么解决呢？

2、上下求索

本着追本溯源的精神，下定决心一定要弄清CFD的来龙去脉。学校环境比较适合学习,有课堂、有名师、有图书馆、有师兄弟、还有群可爱的小伙伴，尽管如此求知过程也是曲折的。

有效资料获取怎么这么难：

课堂的内容总是浅尝辄止，要想真正理解CFD还得靠自己。CFD的参考资料很多，图书馆、京东、当当各种经典CFD书籍琳琅满目，但是太过经典了，以有限差分法为主要结构，以数学公式推导构建主要内容，理论与实际问题结合几乎没有，更是很少有结合通用CFD软件的原理来写，很多根本看不懂（数学没学好啊）。

但王福军老师的《计算流体动力学分析》确是良心之作，以有限体积法为主，详尽介绍了CFD的组成部分及处理方法，并结合fluent软件给出具体分析实例，使我对CFD有了整体的把控，受益匪浅。

接下来要弄清的就是CFD计算采用的数值计算方法，比如Gauss-Seidel迭代法、Newton-Raphson方法……，这个就先不提了，至今也没理解，但理解了这就是通过一种数值方法来解一个大型方程组。

CFD理论学习的过程是痛苦的，涉及的学科太多，但努力终归有所获得，要想利用CFD技术解决实际问题，对基础理论的学习不能停止。

第一次编程：

还记得CFD课程的大作业是通过欧拉方程求解二维超音速喷管流动，利用Roe格式离散对流通量，4阶Runge-Kutta方法显式时间离散……，细节就不多说了。

这是我第一次利用CFD的知识解决实际问题（没有采用商用软件），事实证明，实践出真知。CFD需要通过自己手动编程实践，才能真正的掌握控制方程如何离散，离散格式怎么建立，空间离散的作用，方程组该怎么解……，有时候人得逼自己一把。

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流体力学课上的老师这句话，让我义无反顾的上了CFD这艘“贼船”

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