1樓：HuCho
與試驗研究相比，計算機模擬開發的時間短，所耗費的經費少。儘管一般認為試驗的可信度高，但在模型風洞試驗中，存在著動力相似及幾何相似的影響、試驗結果與換算問題以及採集資料的測量誤差等問題，要得出準確的結果，需要非常謹慎。
由於計算機的發展，使計算機運轉速度和儲存量呈指數上公升；而由於計算機技術的發展和計算方法的進步，使計算費用呈指數下降。用計算機模擬流場不受支架干擾等的限制，因此對物理現象比較清楚的問題，用計算機模擬解決的更快。計算機模擬是空氣動力學發展過程中緩慢形成的基本輔助工具。
由於空氣動力學中很多問題的物理影象尚未搞清，還不能建立精確的數學模型，因此計算機模擬並不能全面代替風洞試驗研究來探求。
解決空氣動力問題時，風洞試驗和計算機模擬都是必要的手段，兩者不是孤立的，而應相互補充和配合，將來風洞試驗將會更多的用於驗證和完善理論上的論斷或是流場的綜合模擬。
2樓：「已登出」
非流體力學專業，我是搞材料力學的，只能說略懂點流體的東西。DNS模擬的話目前基於簡單外形還可以handle，而且也比較成熟了，但是一旦遇到外形複雜的結構的話那就得靠實驗了。而且從科研的角度上來講，最好和最有力的驗證和量化方法就是實驗和模擬互相結合。
現階段而言計算機模擬還不能完全取代實驗，不然像風洞這些實驗裝置就失去了存在的意義。尤其複雜的模擬計算，其耗費的時間成本遠遠高於實驗。除非有一天超算技術進一步得到發展提高運算力。
實驗和模擬各有各的優缺點，不能說誰取代誰。比如有些場景和變數是真實實驗很難控制的，這就需要模擬了。但是有些時候做模擬是需要對模型進行簡化的，那就會影響結果的精度，這時候就需要用真實的實驗來驗證了。
3樓：大明白
理論物理的理論有缺陷的時候，自然實驗更有效，可是實驗的上限是很低的，當科學研究抵達並超越這個界限的時候，能夠指導人繼續前進的，理論物理就是唯一的道路。
等人們弄明白了流體的性質，研究出正確的公式的時候，風洞就會退下歷史舞台了，那麼這個公式存在嗎？海森堡曾經說過：「當我見到上帝時，我想問他兩個問題：
為什麼會有相對論？為什麼會有湍流？我相信他也只能回答第乙個問題。
」而對於我們來說，問題不在於答案是什麼，而是有沒有答案。因為只要存在，我們就一定可以到達，可如果沒有答案，所有的努力就是白費，是永遠都不知道是不是白費的白費。
如果你能尋到這個經典物理的最後乙個難題的答案，那麼不僅僅是流體，湍流，甚至還有混沌問題都將因你而得到解答。那麼你將會是21世紀最偉大的科學家之一。你將和牛頓，愛因斯坦一起永垂不朽。
4樓：程迪
首先科學實驗和工程試驗是不一樣的，experiment和test 的區別。實驗往往連物理模型都還不清楚，咋個模擬嘛。
工程試驗往往物理模型是清楚的，一些情況下可以用計算模擬代替。
風洞還能存在的理由主要有幾個:
- 純流體DNS 準，但是代價太大，對於工程問題且不說計算量問題，HPC 耗電可能都比風洞高。而且工程設計都有設計餘量的，馬馬虎虎差個50%無所謂啦，你要這麼準幹嘛。
- 其他帶模型的CFD 就很trick 了，弄點兒試驗標定一下模型，確認一下結果總是需要的嘛。
- 專案研製過程中有的考核規定就得用風洞你有什麼辦法？算的再好別人不認。
- 風洞對剛體或者剛體系外形的計算邊際成本低，邊際時間成本有時候也低。計算嘛，以後畫網格的時間說不定3D 列印以後也馬馬虎虎能做個模型出來了。
cfd 有些優勢還是很明顯的:
- 風洞有縮比，簡單的說太小太大的風洞都做不了。
- 還有時間效應，天地轉換問題，有洞壁干擾，支撐的干擾，汙染氣體效應，各種問題，雖然大部分可以進行經驗修正，但是鬼知道是靠什麼經驗怎麼修正的。
- 風洞測量裝置的能力，精度和響應時間也是有限的。
- 做模型挺貴的，造風洞也挺貴的。
- 玩幾何外形優化的時候高速風洞就sb 了。不過低速汽車風洞倒是有用泥巴糊在車模身上拿刀邊吹邊颳來修形優化的實踐。
- 不同風洞的比較問題。你有乙個表的時候知道時間，有兩個表的時候往往反而不知道時間了。有乙個洞的時候反正閉著眼睛就是它了，有倆洞的時候鬼知道哪個更準。
cfd 重複性還是挺好的哈哈哈哈。
不過模擬風洞實驗也很trick ，你要連噴管帶支架一起模擬才比較好，計算域憑空大n倍。有時候得想想到底圖啥呢？
除了風洞和cfd 外還有個玩意兒叫飛行試驗。算是最終的大殺器。
5樓：苑樂
目前空氣動力學基礎功還是數值模擬，把模型優化到一定程度之後才進行風洞試驗，比較風洞試驗做到全尺寸的不多，用模型吹的話還有個相似原理的問題。
6樓：
按尺度和精度劃分計算機模擬，可分為：RANS，LES 和 DNS。
RANS 的精度最低，只是對雷諾方程平均尺度上的模擬，常用於公司和企業。
LES 的精度相對較高，而且可計算極大雷諾數的流場。但LES對於大尺度才進行數值求解，而對於小尺度只用了特殊的model估測。
DNS 的精度最高，但是由於計算機資源的限制，大雷諾數流場很難求解出來。
所以，基於計算機能力的限制，對於高雷諾數流場的高精度研究，風洞試驗是不可或缺的。
7樓：sass
計算模擬在很多問題上不能代替實驗。DNS求解NS方程時，遇到類似於極端大的雷諾數時，不僅計算量超過了人的接受程度，而且隨之帶來的誤差和計算精度也需要十分注意。當然風洞試驗也有誤差，但結果相對直觀易得。
而且對比數值模擬、實驗資料、理論分析三者的結果，起到了互相驗證的效果。
8樓：zxx
這個是不可能的。
首先建風洞是為了做實驗，實驗相對於計算數值模擬的優點就是，資料是真實的，排出測量誤差以後是絕對正確的，不存在數值誤差，也不受各種演算法的影響。
用數值模擬風洞實驗也是計算，並不存在實驗相對於計算的優勢，這一點就不能代替風洞。
最後，計算一般都是需要和實驗資料對比驗證的。沒有實驗就無法驗證
9樓：Turbulence-GJ
從原則上說是不能的
每乙個CFD的Case在每乙個雷諾數下都需要用乙個對應的風洞實驗來做Validation及誤差分析，這樣你的CFD結果才可以被認為可信。
從實際角度上來說可以
在實際應用過程中如果你只需要某個較大誤差範圍內的定性比較，簡單模型下的CFD是幫助你找到設計方向的乙個廉價高效的辦法，但不能作為依據。
哪個更好？
從廣泛的角度上說，無法判定CFD和風洞實驗哪個更接近實際，它們都是模擬實際情況的方法。CFD首先受到我們對於流體力學/空氣動力學認知的侷限，其次還受限於我們基於目前的認知和計算能力的限制從而使用的不同湍流模型產生的誤差。
風洞實驗受限於硬體有很多無法模擬的情況導致的偏差，比如等比例模型的雷諾數敏感性、地面效應風洞的皮帶速度無法模擬真實速度、邊界限制而產生的黏性等、無法模擬全尺寸超大雷諾數等。（比如全尺寸下高速旋轉的賽車輪胎，風洞是不可能按照真實條件做的，因為諸如用皮帶代替柏油路面產生的表面差異、旋轉速度達不到，地面溫度達不到，半熱熔狀態無法模擬等，大多只能採用靜態常溫輪胎模擬，而CFD可以使用更真實的邊界條件以及MRF等進行相比靜態更真實的模擬）
所以再次強調風洞實驗比CFD精確的邏輯是不嚴謹的，還是要分工況而言。
對於問題的結論
題主如果是做學術，那麼替代是不行的
題主如果是考慮企業做設計研發的成本，那麼我認為在特定條件、工況下是可以作為選取設計方向的參考的，但不能作為公開依據
最佳方案
我認為這個問題的初衷可能是想通過用CFD模擬來消除風洞實驗的成本，其實兩者都是應當做的，這樣得出的結果才是公開可信的。CFD和風洞的成本和精度都是可以按等級劃分的。在一定預算下使用一定程度簡化的湍流模型以及低成本的一定比例開放式風洞結合可以滿足完整邏輯，這時候得出的精度如果不滿足要求，那麼就意味著這點預算無法完成指定專案，要麼加預算要麼砍精度。
10樓：公紫小桓
理論上可以，但飛行器設計不等於理論。
說白了，還是理論沒完善到這一步。實際上，關於飛行器設計，理論至今也沒有達到完全清楚。比如氣流的分離，比如增公升等等。甚至會出現理論之間相互衝突的情況，這時候，當然只能靠風洞。
現在理論更大的價值，在於某個特定條件，或者特定部件的預先推導和事後解釋工作。
量子計算機能夠模擬人腦嗎？
穩如 兩者執行方式完全不同，無法模擬，量子計算機運算速度再快，永遠是用二進位制運算規定程式的機器，而人腦執行原理及其複雜，不是用二進位制就能模擬的了的 認知與邏輯 是否能模擬人腦 功能 這要看從什麼角度看。如果僅指模擬人的數學計算能力，當前的計算機也是可以模擬的。如果是指模擬人腦的所有能力，這個不是...
量子計算機模擬出的世界是否可以產生具備意識的類似人的這種生物？
Larry 意識本來就是一堆邏輯和資訊而已，這些邏輯和資訊由你大腦裡的神經元承載。甚至你手機的siri都能算一種簡單邏輯的意識，不信你騙乙個5歲小朋友說siri是真人，他肯定信。至於量子計算機能不能模擬真實世界，我覺得理論上可以，但實際上很難。因為現實世界中任何乙個粒子都涉及量子力學的計算，所以計算...
現在最強的超級計算機能模擬整個宇宙嗎？
稀奇 新紀錄 中國用世界最快計算機創造出最大的虛擬宇宙 愛學術現在最大的模擬宇宙也就這樣，用了超過1000萬個處理器的神威 太湖之光，模擬10萬億個數字虛擬粒子在宇宙早期的行為。宇宙全部粒子數量為3.28 10 80 網上抄來 這個數字與10萬億 1 10 13 差別太大了，大到不可比喻。還要注意的...