ai写文章 没读博,不爱写文章,来看大佬如何走向世界CFD之巅
今天的主人公,是每个CFDer都肃然起敬的 Roe。
Roe在与高分辨率格式领域做了大量先驱性的工作,尤其是他1981年在JCP上发表的文章目前已经引用超过13000次。Roe提出的近似黎曼求解器,大家都将它称之为Roe 。
Roe在1962年获得剑桥大学的硕士学位。1962-1984年间,Roe在英国皇家航空研究院工作。
1970年代,横跨大西洋的旅行已经成为可能。这带来了巨大的商业效应。当时的航空公司,最大的诉求就是用尽可能低的成本获得最快的飞行速度。
这时,理解近音速的阻力徒升非常重要。当时的CFD,尤其关注近音速问题。也可以说,是近音速问题,驱动了当时CFD的发展。
在那个年代,计算机还不够强大去求解三维流动。在能求解三维N-S方程之前,只能关注欧拉方程。
1974年,英国皇家航空研究院成立了三个小组。一个打算着重研究斯坦福的的工作,一个小组着重研究的工作,另外一个由Roe负责,打算尝试点新东西。
当时的Roe对CFD基本是一无所知。所见的一切,都是新东西...
在经历了一段时间的学习之后,因为之前从来没有接触过有限体积法,Roe总是带着探索性、批判性的精神去看问题。同时,Roe认为,
a good point is to find a form of the that as much of the as under the range of
随后,Roe定义了所谓的Roe变量,离散控制方程算法变的明朗。但,事情可能变的好过头了。
封禁的成果
1976年,国际流体数值计算方法大会在荷兰召开。Roe提交了一篇文章。但是英国皇家航空研究院告诉Roe,组里面已经没有经费去支持Roe去参加大会。
Roe表示自己可以自费去参会。
然而,另外一个障碍出现了。研究院告诉Roe的成果属于机密类,不得发布。因此,Roe只能呆在家里。
在此之后,Roe眼睁睁的看到跟自己类似的idea出现在了期刊。
Roe当时的算法,最关键的一步是将高阶格式的震荡移除。在当时,Roe说他没有条件去接触任何的工作。
最接近Roe工作的,就是当时Boris and Book的Flux 算法。
2020年 et al. 发表一篇文章总结Roe的工作:
1981年Roe文章中的算法可以这样理解。在一个小船上,Roe坐在船中心,推断风向。所以,Roe就可以知道信息从哪个方向过来。不是很明显的是局部守恒,这也是Roe线性化的意义。
在Roe的研究成果被禁止发表之后,Roe只能在国内转悠转悠。
当时,剑桥数学研究部的,对这些研究也很感兴趣。在经过多次的讨论之后,Roe发现了黄金法则:
The best are not , but they are - and have odd order of . The best for any set of PDEs are those whose most the exact of .
1980年,Roe的老板发现,Roe好像并不能够自己搞定所有CFD问题,Roe好像并不是那么神通广大。因此,Roe的禁令被解除。
随后,Roe参加了他梦寐以求的国际流体数值计算方法大会。Roe最终看到了那些活在文献中的人物,并发现整个如此的open与。
Roe后来回味:要能够预测未来,你就必须理解现在。
当时Roe的方法,有两个最。第一:在整个求解欧拉方程的领域内,是最精准的。第二:也是最慢的。
因为Roe方法存在显性的方向分裂。
1981年,Roe在JCP上发表文章,文章短短16页,如果按照2020年的文章排版,应该10页不到。文章只有2个图,参考文献14篇。
这篇文章在当时让Roe名声大噪。当下已经引用数突破13000。并且,已经成为CFD高超音速领域研究生必备的算法之一。
1981年,Roe在当时认识了在Los 的Bill。同时,Roe也参加了当时他们组织的夏令营。通过Bill的人脉关系,Roe接触到了很多行业大佬,比如、、、等。
没有博士学位的CFD之父
Roe自从硕士毕业之后,并没有继续攻读博士学位。但是,这并没有成为Roe进入学术界的障碍。
1984年,研究所向Roe抛出橄榄枝,正式邀请入职。回想1980年英国皇家航空研究院对自己研究的封禁。Roe没有理由继续留在航空研究院。
Roe在研究所并没有任职很长时间。1990年,Roe前往美国密歇根大学任职。
当时的密歇根大学,CFD大佬云集。当时的van Leer以及已经组建了颇为成熟的CFD算法与程序库。在Roe飞往密歇根的飞机上,Roe详细的阅读了的博士论文,并萌发了一个新的idea。
Roe认为,所有的困难都是具备阶数的:
The order of of a is the of good ideas that are to solve it.
CFD也一样,也就是说,你通常会发现2种算法都不错,但是这两种算法却不能很好的相处。你需要做的,就是把这俩种算法驯服。
回看Roe的研究成果,可以发现Roe并没有写特别多的期刊类文章,很多都是会议报告。
细数2010-2020年10年间,Roe只发表了15篇期刊文章,基本一年产出1.5篇。
et al. 也公开表示:
如果单数文章数,Roe的简历可能不是特别漂亮
即使从1990年代开始算,Roe相对于一些学术大佬,发表的文章数量绝对不是多的。
但是Roe产出想法。同时,Roe一直对后来者具备榜样作用。Roe一直鼓励CFD青年学者从事一些有意思的CFD研究。
我对CFD应用不感兴趣
密歇根大学曾经对Roe做过采访,Roe表示:
I am not in doing .I am in how ought to be done.
Roe对CFD应用不是很感兴趣,他更喜欢背后的算法。
2015,Roe获得AIAA颁发的流体奖章。
下图摄于密歇根大学。2018年,Roe正值80耄耋之年。密歇根大学为Roe做了生日庆祝活动。
2020年,82岁的Roe亲自执笔撰写文章,也就是本文的首图:“我的CFD计算之路”。自述了自己的CFD历程。
如果问Roe对CFD的看法,他会认为:
CFD在当下并不能成为人类的知识,因为人类不具备完全的驯服CFD的能力。
同时,Roe也相信,CFD的未来,会跟过去的黄金时代一样的令人振奋与向往。