學霸的軍工科研系統 第227章

　　但後者卻擺了擺手表示不需要，而且還在面前的桌上攤開了一本筆記本：

　　“我們這次不告而來，也是爲了考察和學習，常浩南同志你照常進行會議流程就好，如果有什麼問題，我們會在後面的發言環節提問的。”

　　常浩南很快明白，對方這次來恐怕也是帶着點給自己站臺的意思。

　　他過去一年中主要接觸的畢竟還是國防科工委系統的單位，而這一次組建的實驗室卻涉及到和科學院以及多所屬於不同系統的大學合作，未必會像之前那樣順利。

　　而有了宋建的這句話，情況就完全不一樣了。

　　於是在簡短的開場之後，常浩南也不浪費時間，直接切入了正題：

　　“首先，歡迎各位加入數值模擬與數據分析實驗室。”

　　“相信用仿真模擬手段做過課題的人都清楚，目前國外主流的數值模擬軟件，在計算效率和精度上很難兼顧，並且對於一些複雜問題，尤其是多場耦合的複雜問題很難得出結果。”

　　“所以我們的第一個項目，也是最重要的項目，是首先給我們自己製造一把趁手的工具，也就是一個全新的、面向多物理場的仿真模擬軟件。”

　　常浩南把PPT翻到下一頁，上面是花了幾天時間設計好的工作流程。

　　爲此他花掉了系統提供的全部科研點數。

　　即便如此，依然只能提供一個基本框架，後面還需要持續進行升級和維護。

　　足以見得這個項目的複雜程度。

　　“相比於過去的傳統手段，我們主要改進的有以下四個方面。”

　　“一，是一種全新的非線性偏微分方程組降維方法，我已經把相關的理論內容以書面形式發給了各位，並且這個部分將會由我本人親自負責，因此在會上就不再做討論，如果有感興趣或者不瞭解的地方，可以後面再來跟我交流。”

　　“第二，是分別針對力-熱和電-磁兩組強耦合場開發新的時頻域算法。”

　　“第三，對於絕大部分可以使用傳統方法解決的問題，我們也不會徹底放棄有限元法，但對於複雜問題，需要開發全新的並行有限元分析過程。”

　　“第四，是優化我們在幾乎所有數值分析方法中的關鍵步驟，也就是網格生成方法，尤其是對於一些複雜的‘髒’幾何問題，要拿出對應的解決方案。”

　　“爲了提高效率，我將會把後面三部分任務分成9個模塊交給不同的小組做同步的並行開發，最後再集中對接到我這裏來，形成一個完整的應用程序。”

　　這句話一出，整個會議室毫不意外地陷入了一陣驚呼聲之中。

　　就連老成沉穩的宋建等人，也是頗爲詫異地抬起頭看向臺上的常浩南。

　　實際上，後者所說的四個方面聽上去好像不多，但其實已經相當於把傳統的數值分析方法給整個推翻了重建，難度本來就堪比移山。

　　現在他竟然還不準備一項一項按照順序進行，而是要同時來搞？

　　還要讓所有的模塊都對接到他本人那裏？

　　這不僅需要極強的全局掌控力，更重要的是容錯率很低。

　　“常總，您說的這種模塊化開發，效率確實是高了，但萬一要是有哪個部分結果出現一些結構性的問題，那可是要牽一髮而動全身啊……”

　　“是啊常總，這樣對於我們來說倒還好，您那邊的壓力是不是太大了，畢竟要整合所有的模塊……”

　　腥说姆磻獊K不出乎常浩南的預料。

　　實際上，如果沒有系統幫忙，他也不敢玩出這種花活。

　　前世洛馬公司在開發F35的飛控軟件時就用了這種辦法。

　　而且還外包給了印度程序員。

　　最後一直到常浩南重生那會，服役已經十年了，還有一百多個bug沒修好……

　　他抬起雙手，在半空中向下按了按，示意大家安靜。

　　“我可以確定，結構性的設計問題，不會出現，只要所有模塊內部不出現差錯，組裝到一起之後，肯定能夠穩定咝小！�

　　常浩南用極其篤定的語氣說道：

　　“至於編寫程序過程中出現的bug，這個無法避免，但並不會對我們的項目產生太大影響，因爲你們在把項目提交給我之後，如果有bug，我可以給伱反饋到具體的位置，到時候再改就行了。”

　　“另外，你們每個人雖然只負責一部分程序，但也要對整體的開發思路有一個瞭解，這樣才能保證執行具體任務時的方向不出問題，所以同樣性質的會，總共要開三場，分別介紹後面三個部分工作所涉及到的具體內容，包括理論，以及算法。比如今天先講最基礎的第四部分，也就是自動網格生成算法。”

　　“總的來說，只要你們跟着我的指引，把我已經構思完的思路以代碼的形式表現出來，這個項目就肯定能走到最後。”

　　幾句話結束，整個臺下鴉雀無聲。

　　如果換個人站在上面，恐怕早就已經被轟下去了。

　　但是現在。

　　一方面是宋建剛剛表現出的支持，另一方面是大家多少了解這位首席科學家之前的一些牛逼事蹟。

　　再加上常浩南剛剛說話時那種自信但卻不盲目的感覺……

　　腥四X子裏幾乎同時跳出一個念頭：

　　“難道真能行？”

　　常浩南看着面前表情各異的與會者：

　　“我講明白了麼？”

第363章 你說的這個思路，是我提出來的

　　在確認所有人都沒有其它問題或者疑慮之後，常浩南便再次回到了會議的主題中。

　　“既然沒問題了，那我們就按照這張PPT上面的倒序，首先開始介紹一種全新的空間網格結構參數化生成方法。”

　　當他說到這裏的時候，旁邊的科研助理也從外面給他拉進來了一面黑板。

　　雖然大部分內容都已經放在了PPT上面，但是考慮到下面坐着的不少人都只是入職不久的講師，因此常浩南覺得自己有必要在某些地方補充一些細節。

　　“由於目前的工作量基本已經飽和（以及科研點數已經耗盡），我們暫時還不會在軟件中加入圖形繪製功能，而且考慮到軟件推廣使用的難度，即便以後加入，我們也必定要保留與CAD、CATIA、3DSMax這些市場上常見軟件的接口，在這個方面不會留給我們太多操作空間，所以我們需要用邊界表徵作爲幾何模型表達方式。”

　　“從拓撲結構而言，邊界表徵由頂點、邊、環、面、殼和體構成，其中頂點在幾何中對應點，邊在幾何中對應曲線，面在幾何中對應曲面，一個最簡單CAD幾何模型的拓撲結構就是像我正在黑板上畫的這個樣子……”

　　常浩南一邊介紹着一些與幾何模型有關的基本原理，一邊在黑板上畫出了一個樸素的長方體示意圖。

　　“對於一些模型比較簡單的工程而言，爲了延續使用習慣和保證計算效率，我們將使用delaunay三角化理論，進行三角形或者四面體的網格生成，delaunay三角化是Vorinoi圖的對偶圖。”

　　“我們設P={Pi}(n，i=1)是給定d維歐式空間Ed內互不重合的點構成的集合，那麼對於每個點pi∈P，可以定義其對應的Vorinoi元V(Pi)，V(Pi)是pi附近一塊滿足如下條件的區域……”

　　V(Pi)={x∈Ed：||x-pi||≤||x-pj||，j≠i}……

　　“……”

　　偌大的會議室裏面，除了常浩南的說話聲，以及偶爾發出的粉筆與黑板摩擦聲以外，幾乎聽不到任何嘈雜。

　　下面的所有人，從剛剛入職不久的年輕講師到坐在最後排正中間的宋建，要麼是在奮筆疾書，要麼就是在思考。

　　由於系統已經把搭建整個軟件框架所需要的全部知識都提供了出來，因此常浩南的講授方式堪稱高屋建瓴，從最基礎、但卻並不簡單的基本理論開始，逐步上升到擴展之後，乃至經過改良的算法。

　　90年代末這會，計算機輔助設計在華夏還處在方興未艾的程度。

　　即便是所謂的前沿課題，也大多數集中在應用層面，鮮少有人關注到仿真模擬工具的底層理論。

　　這一點，從去年常浩南和姚夢娜剛到601所那時候，林示寬等人竟然連參數化設計的門道都還沒完全摸清楚就可見一斑。

　　一方面，目前的軟件工具確實不太好用，對於很多實際問題的模擬結果往往極爲離譜，經常需要以實物模型或者經驗進行判斷，對於一些有經驗的人員來說，他們未必能直觀體會到什麼優越性。

　　另一方面，由於錯過了幾乎全部三次技術革命，因此華夏在相關理論基礎方面確實落後頗多，亟待查缺補漏。

　　在這種情況下，即便有一些人想到了要往更深層次去研究，也根本沒有足夠的客觀條件。

　　科研，終究是需要大環境支持的。

　　但是常浩南的這一講，就像是一把鑰匙，直接給下面坐着的聽袀兇蜷_了一扇全新的大門。

　　無論是理論層面，還是應用層面均是如此。

　　“對於四面體網格來說，傳統的區域分解法大都會爲子區域的網格生成引入額外的約束，以經典的使用三角形網格作爲子區域分界面網格的方法爲例，當分界面與模型表面所成夾角過小時，容易導致分界面網格生成的失敗以及子區域網格質量的惡化，所以要儘可能避免這種問題出現……”

　　說到這裏，常浩南端起杯子喝了口水。

　　而就在這個空當，下面有人舉起了手示意想要提問。

　　“常總您好，我是來自華夏科學院計算技術研究所的研究員，魏方超。”

　　“關於您剛剛提到的，分界面與模型表面所成夾角不能過小的問題，我們在實際工作中接觸過一種新方法，就是把原本的三角形網格轉化爲一種僞四邊形網格，也就是一條邊的長度無限小的四邊形，實際操作下來，可以做到完全避免出現這種情況，您覺得這個思路怎麼樣？”

　　常浩南剛聽到對方說有新方法的時候，整個人幾乎瞬間就變精神了。

　　上課這種事情講究的也是一個正向反饋，有人願意互動，尤其是高水平互動，對於在臺上的人來說實際上是一種相當有效的激勵。

　　然而聽完對方後面具體說的內容，常浩南差點被還沒嚥下去的水嗆到。

　　就連坐在第一排側面的姚夢娜都低頭捂住了額頭。

　　從她不斷抖動的雙肩來看應該也是在憋笑。

　　“咳咳……”

　　常浩南稍稍平緩了一下，

　　“說實話，我不太好評價。”

　　“因爲這種思路，正好就是我在去年提出來的……”

　　畢竟無形裝逼，最爲致命。

　　提問的那名研究員半張着嘴看向講臺上的常浩南，滿臉都是震驚。

　　現場也爆發出了一陣輕笑聲。

　　實際上這是當時剛到601所的時候，數字化設計組在對八三工程設計方案進行參數化建模過程中面對的諸多問題之一，常浩南正是靠這種有些取巧的辦法解決了問題。

　　只是就連他也沒想到，這種只是作爲臨時手段的思路，通過不知道什麼渠道，竟然被推廣了開來。

　　不得不說，這個年代的仿真模擬手段着實匱乏。

　　“言歸正傳，其實這個問題，更專業的叫法應該是並行非約束四面體網格生成方法，我當時提出那個僞四邊形思路雖然可以在保證網格質量和網格生成的成功率，但應用對象的求解閾不能太大，否則很容易影響到數值穩定，最終降低方法和程序的魯棒性。”

　　“另一方面，那種辦法在操作上也有困難，如果採用人工操作，那麼大量的三角形轉化成僞四邊形是相當繁瑣的工作，而如果使用自動生成，那麼邊長爲0的僞四面體網格對於目前的生成方法而言計算難度很大，需要佔用巨大的內存不說，消耗的時間也往往是我們難以承擔的，關於這一點，如果在座的有搞建築結果設計的同志，應該會深有體會。”

　　說到這裏的時候，常浩南注意到下面有不少人點頭，顯然是爲此困擾已久。

　　“不知道我解釋清楚了沒有？”

　　常浩南重新看向剛剛那位提問者。

　　那自然是清楚了的。

　　後者連忙點頭，然後坐了回去。

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第364章 超越時代的仿真建模工具！

　　在這個突如其來的小插曲過後，常浩南把旁邊的黑板翻了個面，繼續沿着剛剛的路線講解起來：

　　“正是由於傳統方法面臨的種種問題，在我們這個程序裏面，將會採用一個基於Delaunay-AFT的並行約束四面體網格生成辦法，生成圍繞分割平面的分隔層，從而將網格覆蓋區域分解。”

　　“生成分隔層時分割平面僅作爲引導，從而避免了幾何約束的引入，同時，通過多級區域分解策略保證了並行式網格生成的效率；通過基於磁盤緩存的通信機制節省了對計算機內存的使用……”

　　“這一流程主要分爲以下幾個步驟，一是網格規模的評估……”

　　“第二是分割平面的引入，可以藉助於Ｍ的過重心的慣性矩最小的主慣性軸來確定分割平面∏。該軸的方向向量n可以由M的慣量矩陣的最小特徵值對應的特徵向量來確定，計算方式如下……”

　　“……”

　　僅僅是常浩南口中“最基礎”的並行曲面三角形/四邊形網格生成方法，就講了將近兩個小時的時間。

　　這還只是理論部分。

　　“在籌建實驗室的這段時間裏，我簡單驗證了一下剛纔講過的網格生成方式，測試對象是常見的齒輪滾刀模型和汽缸蓋模型，分別有348個和2736個曲面，其中包含多種難以用傳統方式生成網格薄片曲面，最終結果我放在這裏，大家可以參考一下。”

　　常浩南輕點鼠標，終於放出了第一份PPT的最後一張圖——

　　由於他要講的內容實在太多，以至於在之前的測試過程中，目前還相當早期的office軟件經常卡死，迫不得已只好分成好幾個文件才能進行下去。

　　“在這裏面，我將單元質量Q定義爲一個單元內切球半徑Ri和外接球的半徑Rc之比，爲了把單元質量儘可能變爲整數，再把結果乘以三，所以最終定義的Q=3*（Ri/Rc）”

　　“可以看出，相比於經過傳統方法生成的高精度網格，新方法生成的網格即便在外形極度複雜的髒區域，也沒有生成質量爲0.1-0.2的垃圾網格，質量爲0.6-1.0之間的網格總佔比在91.7%以上，加權平均質量相比前者降低大約0.2%，這一差異在實際工作中幾乎不會造成影響。”

　　“在最終的時間消耗上，儘管並行策略相比於傳統方式增加了區域分解、網格加密和節點合併三個步驟，但由於大大提高了網格生成效率，因此對於兩個測試模型，總用時分別僅有750秒和2100秒，分別只有串行方法的5.9%和4.7%……”

　　當常浩南把程序咝腥照I貼出來，並講出結果的那一刻，原本寂靜的會議室裏面幾乎瞬間就炸開了鍋。

　　前者也特地沒有馬上維持秩序。

　　人在突然接受了遠超自己認知水平的信息之後，總是需要一些時間來平穩情緒的。

　　畢竟那可是原來20倍的效率。