隨著我國航空航天事業的發展，對航空風洞的需要越來越強烈，自行研製的各種航空航天飛行器，都要在這裡進行空氣動力試驗。而風洞試驗、數值模擬、模擬飛行試驗共同組成了空氣動力學的三大研究手段，但是雖然我們硬體已經達到先進，軟體方面還要快步趕上。
在氣動分析與設計軟體所使用的工程軟體如fluent、CFX、ANSYS、STAR-CD等，都是美國或歐洲國家研發，軟體採購極其昂貴，往往上數千萬一套，且需要與計算機硬體綁定，無法隨意安裝到其他計算機上，大規模並行計算時還遭調用的CPU數量限定，影響計算速度。而這種情況正在被改寫，國產軟體全面崛起。
01國產風洞先進，高端分析和模擬軟體卻掌握在別人手中
1936年，清華大學建造了中國第一座自行設計的風洞。風洞採用回流式，最大直徑為3米，試驗段剖面為圓形，直徑1.5米。
在我國四川西北的群山深處，有一個總體規模居世界第三、亞洲第一的風洞群，在世界上僅次於美國和前蘇聯。我國自行研製的各種航空航天飛行器，都要在這裡進行空氣動力試驗。
其中2.4米跨聲速風洞等8座為世界領先量級，可開展從低速到24倍超高聲速，從水下、地面到94公裡高空範圍的氣動試驗研究。此外，這個中心還具有每秒14萬億次運算能力的計算機系統及各類飛行器彷真計算的應用軟體體系；具備飛機和飛艇帶飛、火箭助推的模型飛行試驗和飛行力學研究能力，在無人飛行器的研製方面也取得重要成果。
我國的汽車、火箭、高鐵、航空器等的快速突破都得益於我國航空風洞的快速發展， 像我國C919大客機機翼的建造也得益於我國風洞的先進性。
在掌握了飛機在多種狀態下的氣動特性，我國高鐵依靠風洞進行了大量的模擬試驗，通過對其外形的不斷改進。
中國科學家通過不斷努力在風洞領域取得先進的極大成就，首先高超音速飛行器的速度達到了音速的數倍，要在地面實現如此之高速度的飛行試驗，必須保證風洞的馬力足夠，而JF12風洞採用了我國科研人員獨創的」暴風技術」進行驅動，其原理為利用激波壓縮氣體，在經過膨脹、引發，進而產生超高溫和超高音速氣流。
JF12風洞反向暴風驅動時這樣的功率比葛洲壩總裝機容量還要高，其能復現5~10倍升速。
除了速度外就是風洞實驗時間要足夠長，只有每次模擬時間越長，獲得的數據才會越多。國外一般風洞實驗時長約為30毫秒，而我國JF12風洞試驗時間最高達到100毫秒，這就大大增加了試用數據的準確性。
最後風洞還要有極高的測量精度，JF12風洞在國際上有著「超級巨龍」的稱號，長度達265米同等飛行器測試下，國外風動需要超1萬次試驗，才得到各方面的數據，而GF12僅需3000次便能完成。
我國也同時開啟了名為GF22的風洞群的建設，從已有的理論設計數據可知其能提供10~25馬赫的飛行環境，將於2020年左右建成並投入使用，這將會成為我國研究下載高超音速裝備以及空天飛機的關鍵。
風洞設施的不斷創新和突破，同時對數據模擬、模擬飛行的流體力學軟體生態提出了更高的要求。為了快速研發航空器，安全高效分析、模擬實驗，國產流體學軟體勢在必行。
02
捷報頻傳，國產自主計算流體力學軟體NNW-FlowStar正式發布
文章開頭說過，氣動分析與設計軟體所使用的工程軟體多為國外巨頭把持，價格高，性能限定，安全性也有瑕疵，在這樣的情況下。我國立足於打造一個完整國產的軟體生態有需要克服的地方。
歷經數載，幾代科研人員的艱辛努力，可全面替代國際主流商業軟體的通用型網格生成軟體NNW-Grid Star發布。該軟體由中國空氣動力研究與發展中心牽頭，聯合國內研究院所、企業及高校歷時數年開發完成，是國家數值風洞工程的重要組成部分。
產品定位於計算流體力學(CFD) 網格生成領域，匯集了國內網格技術方面的頂尖研究成果，形成了「展示算法的力量」的獨特設計理念，有效降低了網格生成工作強度、大幅度提升了網格生成效率，是一款具有鮮明技術特點的國產自主可控品牌軟體。
NNW-Grid Star基於網格拓撲框架構造技術，實現了複雜外形結構網格附面層的自動生成； 開發了基於OpenGL的專用人機互動引擎，提供各種網格對象的人機互動操作，輔助用戶可視、直觀地實現網格布局構思；封裝了魯棒的CAD內核， 物面網格操作均實時自動地完成數模面貼合，整個過程穩定高效；集成了網格生成專業人員在處理局部複雜外形中使用的多種拓撲構造技巧，對網格生成的難點提供了獨特解決方案。
自主國產軟體加上國產超級計算機的賦能，運算模擬和數值分析能力進入全球領先水平。捷報頻傳，9月25日，中國空氣動力研究與發展中心在天府新區召開國家數值風洞軟體發布暨用戶體驗會，面向國內航空航天部門和高校發布國產自主計算流體力學軟體NNW-FlowStar。
據悉，此次公開發布的NNW-FlowStar軟體，為國家數值風洞（National Numerical Windtunnel，NNW）工程套裝軟體中的一款，專注於航空航天領域複雜氣動特性分析和多體運動仿真，凝聚了該中心科研人員近20年的軟體研發和複雜工程問題應用經驗，氣動力預測精度達到國際先進水平，是我國計算流體力學領域從In-house代碼向工業軟體邁進的重要成果。
我國逐步建成計算流體力學領域擁有自主智慧財產權、面向國內開放共享、達到世界一流水平的標誌性戰略基礎設施。工程前期已發布通用型網格生成軟體NNW-GridStar，下一步將推出系列特色優勢軟體，掌握自主智慧財產權，打破國外工業軟體技術的寡頭地位，打造國產自主計算流體力學軟體生態。
03
總結：
我國的航天事業發展是一個綜合性的過程，多行業和交叉科學的進步促進了我們的航空航天夢想的逐漸實現。從無到有，從依賴進口到自主創新，實現完全國產化，這是我們科教事業發展的碩果，也是歷經多年經濟高速發展的厚積薄發。一次次突破背後，是幾代人幾十年如一日的默默奉獻，從小型風洞到世界先進25倍超音速，中國風洞的艱辛歷程，一步一個腳印，集中力量辦大事，聚精會神搞核心。