各学科制定统一的接口标准，才有实现协同仿真的可能

    在CAE技术和软件逐渐得到认可的同时，我国还有很多行业、很多企业并没有应用CAE技术，他们对CAE技术的投入产出比持怀疑态度。CAE技术是否需要开始普及?CAE应用效果如何？企业该如何来评估CAE技术的投入产出比呢？带着这些问题，e-works记者电话采访了上海交通大学陈作钢教授。

上海交通大学教授、博导 陈作钢

记者：结合您多年的学术研究和产业化道路，您认为CAE在企业产品研发中的定位应该是什么?
陈作钢：我是研究船舶的。从定性上讲，CAE主要帮助船舶性能的研究和船体的产品开发，作为辅助手段参与设计。除了事后验证外，当设计出来的船与设计要求出现差距时，也需要应用CAE工具来进行方向性的探索和研究。

记者：多学科仿真采用同一模型的日子还有多远?关键技术壁垒在哪里？
陈作钢：多学科概念相当大，实际应用中要涉及到太多的学科，可以说包罗万象了。如流体仿真、机构动力仿真、结构仿真、声场、气场等太多的学科，我认为笼统地讲，多学科仿真采用同一模型的日子肯定很遥远。
    关键技术壁垒：各学科的要求不一样，很多指标无法用数值来衡量，有的指标可能还是相互矛盾的，需要通过人工判断和干预。

记者：您有什么建议呢？
陈作钢：因为多学科就象一个供应链一样，涉及面太广，学科门类也很多。我个人认为应该根据学科的要求，逐步来解决这个问题。比如，先做一个学科的仿真（流体仿真），首先做到可以采用CAD的模型。然后，如果用户需要做其他学科的仿真（比如流固耦合），可以在先前的基础上，也做到采用CAD模型。不同的行业，其仿真要求不一样，船舶行业需要做的仿真，在汽车、航空行业就不一定要做。因此，基于不同的应用需求，可以在局部的模块来进行多学科协同仿真。整个模型一起做多学科仿真是很困难的。
    也就是说，基于某个行业某个模块的CAE应用需求来实现采用同一模型的目标，是比较现实的做法。

记者：现在的矛盾是：企业要求CAE工程师有3~5年的实践经验，而刚毕业的大学生找不到专业对口的工作，请问有没有速成的办法？您的学生在就业方面有什么问题吗？
陈作钢：这确实是个实际问题，企业里不愿意要没有经验的大学生也是可以理解的。当然，也有一些大企业有很独特的培训体系，愿意做针对企业应用的培训。这种情况下，一般对毕业生的素质要求会比较高。
    另一方面来讲，作为有志于从事CAE的大学生，也应该在步入企业前早做准备，除了技术上的准备外，还应对CAE技术的发展前景有充分了解。在学校里，应争取机会到企业去项目或学习。
   总的来讲，企业和学生都应做一些努力来跨越这个鸿沟。
   
记者：企业在CAE应用过程中，提出了“协同”的需求，请问企业在实施“协同仿真”的过程中将面临哪些问题？
陈作钢：企业和大学研究所关注点有所不同。企业面向实际比较多，研究所理论基础强，企业和研究所应结合起来的。每个学科需要有了解行业需求的权威学者形成统一的标准和要求，不能各自为政，各做各的。只有统一了标准，实现协同仿真才有根本的保证。

记者：您如何看待CFD（计算流体力学）软件的未来发展方向？
陈作钢：现在商业化的CFD软件都比较成熟了，未来CFD软件会向以下几个方面发展：
 1 加强CFD软件的可操作性，快速上手；
 2 运行速度要提高；
 3 计划精度进一步提高；
 4 适用范围还应扩大；
 5 把计算和实验相互佐证的成果应用到产品优化过程当中。

【关于陈作钢教授】
    陈作钢教授是上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院研究员、博士生导师。从20世纪90年代初开始从事CFD研究并开发了多种船舶流场计算的方法和软件,处于国内领先地位。曾获得中船总公司科技进步三等奖, 国防科工委国防科技进步三等奖。在日本留学工作期间, 跟踪学科发展的前沿方向,在开发计算软件的同时,熟练掌握了泛用CFD软件。近年来，用CFD方法解决了大量理论和工程实际问题并取得开创性成果: 最早用数值方法对鱼类游泳进行详细研究，最早数值求解高雷诺数下鱼类游泳的湍流流场，并得出鱼类游泳时的边界层“重层流化”等重要结论；首次实现了对循环水池内流动的整体数值模拟，再现了实验中难以捕捉到的流动现象，使循环水池最优化设计成为可能；数值计算结果被用作评估和改进船舶的快速性和操纵性，提高了渔船渔具改良的研究效率；对雪庇、河床洗掘、加速器内的粒子流等问题的研究为工程提供了最佳方案。目前从事的船型数值优化和剧烈流动的数值模拟等前沿性课题的研究。