「每一種具體的理論或數值方法都是暫時的，而對流動本質的理解卻是永恆的。」——題（bi）記（ge）
一言不合就先放張圖，鎮個樓吧。
今天筆者終於下定決心早起，目的就是為了來吹一吹CFD，畢竟筆者是治學風工程的，一天不吹總覺得好像少了點什麼。有人曾問過筆者：煤球兒，你小子不吹X能死嗎？我的回答是：不吹X不能死，但吹X我會舒服點。
臧克家說過：有的人活著，他已經死了；有些人死了，他還不叫別人好好活著，比如，普朗特，納維，斯託克斯，伯努利，馮-卡門，馮-諾依曼，歐拉，拉格朗日之流，這幫人死後依然在用他們的聰明才智，瘋狂的吊打著我們。今天煤球兒我就來隨便吹一下，可以管窺流體世界的那些書吧！同樣以下僅為一孔偏見，無意冒犯，歡迎指正。
一、流體力學
計算流體力學就是對流體力學的數值求解，所以在學習CFD之前，讀者們可以先熟悉一下流體力學的基本知識，至少要知道N-S方程，伯努利方程，渦旋，渦量等的基本概念吧。從1738年伯努利提出水動力學以來，流體力學經歷了漫長的發展過程，流體力學相關的好書實在太多，筆者拋磚引玉，這裡就先扔兩個吧：
1）Frank M. White的《Fluid Mechanics》
2）Bruce R. Munson的《Fundamentals of Fluid Mechanics》
推薦這兩本書的原因，主要是因為這兩本書是彩頁的，畢竟這是一個看臉的世界，插圖漂亮些，文章才容易被寵幸！當然在邏輯和內容上，這兩本書也算是上上之作。
此外，史裡希廷（Schilichting）的《Boundary Layer Theory》，上圖右一，在邊界層理論這一領域也算得上是經典的傳世之作，把邊界層的相關理論闡述的很是透徹，主要可用於收藏和重溫經典，新的理論倒是不多。
史裡希廷的老師就是哥廷根大學流體力學研究所所長，大名鼎鼎的普朗特（現代流體力學之父）。史裡希廷還有一個師兄，叫馮*卡門，沒錯，就是提出卡門渦街（下圖）的那個。馮*卡門有個學生，叫錢學森，後來輾轉回到祖國做了飛彈。普朗特還有一個中國女學生（也是唯一的一個女學生），叫做陸士嘉，陸老回國後參與籌建了北京航空航天大學，並在北航主持建設了新中國的第一個風洞實驗室。如果你覺得陸士嘉這個名字比較陌生的話，那麼陸老有個外孫你一定知道，就是寫了《同桌的你》、《睡在我上鋪的兄弟》等歌曲的高曉松。「誰把你的長髮挽起，誰給你做的嫁衣」，寫到這裡小煤球兒我也想起了自己年少輕狂的青蔥歲月，那都是一把辛酸淚啊。
二、湍流
流體力學的複雜之處主要集中就在湍流，如果固體力學裡面的非線性、開裂、損傷你就覺得頭疼的話，那麼湍流則是。。。。。。。。。。會讓你分分鐘想死。
（線性與非線性） （湍流）
也許正是由於湍流的混沌性，其也吸引著無數牛逼的學者為之痴迷，可能牛逼的人都喜歡挑戰一下人類的極限，藉以證明自己的牛逼吧。當然了，挑戰的結果無外乎都是折戟沉沙，飲恨烏江。
G.I.Taylor，就是提出「渦旋凍結假說」的那個人，在上世紀三十年代的時候，對湍流開展了大量研究，後來及時醒悟，發覺做湍流就是死（人會被搞死的死）路一條，改行做了爆炸等別的東西。Taylor有個學生，就是赫赫有名的G.K Batchelor（本文的題記，就是引用了他說的話），前赴後繼，沿著老師的路繼續幹湍流，Batchelor曾經一度以為可以在他手上終結湍流問題（以他的牛逼，他也應該有這個自信）。所以在那段時間裡，Batchelor在湍流研究上特別努力，結果當然是大失所望。Batchelor後來被湍流折磨得心力交瘁，後期就逐漸把精力從科研轉移到了寫書，所以Batchelor的那本《An Introduction to Fluid Dynamics》（下圖）理所當然的成為了流體力學方面的傳世佳作，一時洛陽紙貴。這個故事也告訴我們，如果想多活兩年，就千萬不要碰湍流。
另一個被湍流折磨死掉的大牛就是量子力學裡面的Heisenberg，海森堡年輕的時候，靠著他的天賦異稟，胡亂猜了一個湍流解獲得了博士學位，後半生被湍流研究折磨致死，臨終時候都對湍流念念不忘（可見下圖）。
（引用自：[漫畫]《流體力學非典型手冊》作者：ziper，轉載自科學松鼠會。）
二戰開始後，海森堡幫助納粹德國研製原子彈，引發了他的前同事波爾（提出原子穩定性的那個）的不滿，二者嫌隙終身。頗具諷刺的是，海森堡這位一直未能被玻爾諒解的物理學家卻在1970年獲得了「玻爾國際獎章」，而這一獎章是用以表彰「在原子能和平利用方面做出了巨大貢獻的科學家或工程師」的。歷史就像海森堡提出的「不確定性原理」一樣，總讓人感到無盡的困惑與不解。
筆者也曾嘗試著想要解決湍流中的一個小小小小的問題，結局也是理所當然的呵呵了。畢竟有那麼多先賢倒在了湍流這條大河裡，煤球兒我敗了，也不算丟人。上星期有位老師曾問過小煤球兒：你對計算流體力學有什麼貢獻？。小煤球兒我想了想回答道：也許是我畢業後將轉行，不再從事計算流體力學的相關工作了吧。
如果各位看官有心情，想了解一下湍流的話，小煤球兒我鬥膽介紹湍流相關的兩本書吧：
1）Pope的《TurbulentFlows》。Pope教授是當今湍流問題研究的領軍人物，據稱其花了三年時間，才完成此大作，此書無論從在內容或是邏輯上都遠勝同類產品。
2）Durbin的《StatisticalTheory and Modeling for Turbulent Flows》，Durbin的書曾飽受我一位師兄的好評，但可能是個人口味的差異吧，我覺得丫寫的太學術了，公式有點多。
三、有限體積法
好了，上面扯了那麼多，終於鋪墊到了計算流體力學這部重頭戲了。目前主流的CFD求解器都是基於有限體積法（FVM）和有限差分法（FDM）開發的，很少有基於有限單元法（FEM）的。這可能是因為有限體積法的質量守恆原理和差分原理，同流動的物理意義更相配吧。所以目前大多數關於CFD的書，都是介紹基於FVM法如何對流體的控制方程（N-S方程）進行離散，如何對離散的方程進行求解，如何處理湍流模型的。固體力學裡用的FEM在計算流體力學中應用很少，所以如果想學習CFD那麼需要重新學習的東西還很多。
提到了CFD相關的書籍，不得不提的一個人就是JohnD.Anderson，姑且不論Anderson的學術造詣怎麼樣，但是他的書寫的都算得上是上乘之作。Anderson先寫了《空氣動力學基礎》，一部一千多頁，三斤多重的磚頭（很多高校都用此書做教材）。隨後寫了一本關於CFD的書，《計算流體力學入門》。有一次開一個無聊的評審會，筆者在會上將此本書擼完，當時就有一種相見恨晚的感覺，後來才發現該書的作者同上述磚頭的作者是同一個人，便頓生敬仰之情。該書內容以有限差分法為主，離散格式是時空耦合離散，如今CFD的求解器都是時空分別離散的，可能對理解現代CFD軟體的運行機制幫助不大，但書中對於基本概念的講解，還是很透徹的。
此外，如果想快速入門CFD的話，那麼下列三本書這是不可多得的好書，他們的特點都是邏輯非常清晰，通俗易懂，小煤球兒我也是靠著下面三本書，才入了CFD這個坑的，一入CFD深似海，從此髮際線是路人。
1）陶文銓院士的《數值傳熱學》
2）費斯泰赫（H. Versteeg）的《AnIntroduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method》
3）Joel H.Ferziger的《ComputationalMethods for Fluid Dynamics》
如果看了上面的三本書還覺得不過癮的話，那麼下面這兩本神器一定會讓你欲仙欲死。
F. Moukalled的《The FiniteVolume Method in Computational Fluid Dynamics: An Advanced Introduction withOpenFOAM and Matlab》。此書主要講有限體積法，其中採用OpenFoam進行算法演示。此書也是學習OpenFoam的必備書籍，此外學習OpenFoam的資料當然還包括Jasak（OpenFoam開發者）的博士論文，和CFDonline論壇（如果有機會我們也可以聊一下，筆者學習OpenFoam的失敗經歷）。
Jiri Blazek的《ComputationalFluid Dynamics: Principles and Applications》，此書被譽為CFD領域的神器，如果非要讓凡人煤球兒評論一下這本書的話，那麼我想此書的最大作用就是書後面的參考文獻吧，真的是涵蓋了一切可以涵蓋的，筆者的博士論文也參考了此書中的很多內容。
四、流體力學應用書籍
如果讀者只想應用CFD軟體（CFX, FLUENT, STAR-CCM+, Phonecis等）來解決工程問題的話，湍流模型的改進&高效穩定數值算法的提出就讓牛逼的人去做吧。那麼筆者認為值得一看的書有兩本：
王福軍的《計算流體動力學分析:CFD軟體原理與應用》
胡坤的《ANSYS ICEM CFD工程實例詳解》
王福軍老師的書，側重於軟體的內在原理，條分縷析，內容涵蓋廣且都是重點，薄薄一冊把該闡述的都闡述了。
胡坤的書側重於軟體的應用，把每個參數的定義講解的比較透徹。如果胡坤這個名字比較陌生的話，那麼流沙大哥這個名字是不是就如雷貫耳了呢，流沙大哥在攻讀博士期間做了很多CFD的教程，尤其是使用ICEM劃分網格的教程，並基於網際網路的分享精神，將之發布於網上，筆者也深受其益。
流沙大哥博士畢業後在西南某高校執教，然後推出了《詳解》這本書，講真，這本書出來的時候，筆者已經不是那個CFD小白了，那時這本書對筆者來說是可有可無之物，但是為了表達對流沙大哥的崇敬之情，筆者還是買了兩本此書。一本自己留著收藏，一本則作為分手禮物送給了前女友，並在書的內頁上寫了
「請原諒我的笨口拙舌，畫得出絢麗的網格，卻說不出你想要的燦爛生活。
請原諒我的昏聵糊塗，分析得了千萬級的自由度，卻求解不出你想要的穩穩的幸福」。（別問小煤球兒為什麼是前女友，你要送一個文科妹子這種書，她要不和你提分手，那絕B是真愛。）
五、終極殺器
最後，小煤球兒我還是想毫無保留的給大家推薦幾本學好流體力學的終極秘籍吧，這幾本書高屋建瓴，可以讓你在被湍流折磨的時候，有一絲活下去的希望。如下：
《頸椎病康復指南》
《論持久戰》
《苦難輝煌》
《老子》
《活著就有希望》
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「李白鬥酒詩百篇，煤球千字一包煙」，小煤球兒我一口氣真的只能寫這麼三、四千字，多了就喘不上氣，好像身體被掏空。至於其它的故事，各位讀者稍安勿躁，且聽小煤球兒我下回分解吧。
1980年，深圳新區成立的時候，無數人徹夜未眠，想著如何大幹一場，一展平生抱負。2017年，雄安新區成立的時候，也有無數人徹夜未眠，想著的竟是如何去新區炒房，筆者一直很困惑於這社會主義初級階段的怪現狀。但筆者堅信，無論外界環境如何風雲突變，小同人工作室都將堅定不移走科技為本，實業興國這一戰略路線，不忘初心，砥礪前行。
ps：「扒一扒」系列已經出到第三篇，在業內反響熱烈~如果感興趣進一步交流可先關注小同人工作室。歡迎大家積極給公眾號留言分享觀後心得。同時也感謝大家對小同人的支持和鼓勵，祝大家有美好的一天。
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2、扒一扒江湖上的有限元軟體及其正確的打（Xue）開（Xi）方式（一）
1、扒一扒有限元的那些書
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