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该常见问题解答首先概述了验算和以下软件之间的区别，然后介绍了 CFD 中质量保证的一个重要方面： 解决方案验证。 对于保证CFD计算的准确性、可靠性来说，建模是非常重要的。 下面我们将介绍基于 WTG Merkblatt M3 “Numerische Simulation von Windströmungen” 的 CFD 技术验证解决方案的一些重要方面，并提供一些实用的建议。
A. 审定与核查
首先，区分确认和验证是很重要的。 通过验证，可以求解出正确的方程，说明所选模型可以足够准确地解决给定的问题。 在 CFD 应用中必须区分“程序验证”和“解验证”。 程序验证的目的是证明软件程序在其设置的条件下能够正确计算，正确地求解方程。 对计算的检查，即解验证，的目的是确保计算是内部一致的，即已经达到预期影响出现的稳定解，并且不再显着取决于所使用的模型。 程序的审核是由软件制造商进行的，而解决方案的审核是由用户进行的。
B. 为什么解决方案验证如此重要？
- CFD 模型始终是实际情况的近似值， 其中包含简化和假设，因此可能会出现偏差。
- 其背后的数学方程式往往不能精确求解，需要使用数值方法。
- 用户对使用该结果的质量负责。 用户必须确保在完成的任务中使用正确的模型。
与解决方案审核不同，程序审核是由软件制造商（例如 Dlubal Software GmbH）进行工作，并提交程序审核。 相关信息，请参阅 RWIND 上大量的验算示例、知识库文章和常见问题解答。
C. 验证解决方案的混凝土步骤和清单
WTG Merkblatt M3 "Numerische Simulation von Windströmungen" 在第 5.2 节中提供了用于验证解决方案的具体清单：
建模
- 所选模型是否代表了预期的效果？
- 是否使用了正确的刻度？
- 选择的研究区域是否足够大？ (见 4.1.3)
- 阻滞系数是否足够低？ (见 4.1.3)
- 边界条件是否设置正确？
- 是否对输入值进行了充分的描述（宽度、可变性）？
网格质量
- 网格在临界点是否足够精细？
- 网格对求解的影响是否已知？
- 该栅格对不同的流向是否同样有效？
数值参数
- 是否达到目标值收敛？
- 对于预期的现象，时间分辨率是否足够精细？
真实性
- 流动是否在正确的方向上发生？
- 流的分离点是否合理？
- 压力和吸力系数是否真实？
- 风速的波动是否真实？
- 湍流参数的分布是否合适？
该列表提供了验证 CFD 解决方案各个方面的最低标准，并且可以单独进行扩展。
D. 总结和展望
为用户提供 CFD 软件的准确性和可靠性。 通过对建模、网格质量、数值参数和真实性进行系统评估，工程师们可以验证和确认所实施的模拟结果是否真实可靠。 验算工作量在很大程度上取决于模型的复杂性，并应根据研究问题的要求进行调整。 在进行解决方案验证时必须特别注意，因为它需要在工作量和调查深度之间取得平衡。
来源
- Windtechnologische Gesellschaft WTG eV (2023)。 WTG-Merkblatt M1 – 建筑空气动力学风洞实验。 亚军： WTG.
- Windtechnologische Gesellschaft WTG eV (2023)。 WTG-Merkblatt M3 – 风流数值模拟。 亚军： WTG.
- VDI eV (2015). VDI Guideline 6201 – 软件支持的结构分析。 杜塞尔多夫： VDI
