有一次別人問我德國最大的企業是哪家?我半猜半答道：“不是大眾Volkswagen嗎?”。后來查了一下才知道，現在德國最大的企業是SAP，已經超過了VW。雖然我很早就聽前房東講述過我們卡爾斯魯厄理工大學KIT傳奇的幾位青年成立了一家世界有名的公司SAP的故事，但是汗顏的是一直不清楚這家公司是做什么的。經過網上搜索，才知道這是一家名副其實的工業軟件公司，80%的世界500強公司都有用他家的軟件。德國全球跨國公司的數量能夠與整個英語國家分庭抗爭，如此多的企業中，最大的一家居然是工業軟件公司。
最近沸沸揚揚的中興事件，大家只看到的CPU的禁售，但更可怕的是緊隨而來的包括Cadence在內的EDA軟件的禁售。EDA是電子設計自動化(Electronic Design Automation)的簡稱，這是CPU食物鏈的頂端，沒有這種工具，連CPU的第一步設計都無法實現，更不要談后面的光刻機等生產工具了。
本人曾經在某能源央企工作，有幸參與了某核電引進技術的自主化工作。對于引進的某核電型號，美國公司光是針對該型號的專用設計軟件就有大大小小300個，這里不包括第三方的通用設計軟件。在核電領域，每一個設計軟件的背后都有如教科書的一本理論模型手冊，每一個模型都是經過嚴謹的數學推到，每一個關系式必然都有實驗的驗證與確認。然而這里談到的還僅僅是核電的設計軟件，一個真正的核電廠從員工培訓到儀控，從管理到通訊都離不開大量復雜的軟件。曾經韓國APR核電設計拿下阿聯酋項目，成為工業界最大訂單時。中國組團赴韓國考察，發現韓國除了有完整的工業制造體系，還有自己一套軟件體系。后來在重大專項的支持下核電企業經過多年研發，現在終于進入了國產核電軟件的集中上市期。
圖片來源于Google
另外一個例子是美國的洛克希德馬丁公司，就是為美軍生產F22戰機的那家。如果把這家公司編寫的設計軟件代碼匯總起來，恐怕已經超過了微軟的代碼量。我曾經所在的核電公司也與洛克希德馬丁有過深入的合作，共同開發核電儀控系統，也就是核電廠的神經中樞。
在工業系統復雜到一定程度后，傳統的筆算設計必然會遇到瓶頸，問題的復雜度一旦超出了人腦計算的范疇，就需要借助工業輔助設計軟件進行計算。工業軟件是個非常大的范疇，從產品的供給調度，到大規模集成電路的設計，再到計算流體力學軟件都屬于工業軟件的范疇。
這里重點聊聊其中的CFD軟件。最早出現CFD軟件Phoenix的時候，該軟件也曾有一段對華禁售的時期。但是后來眾多的商業軟件出現，這一禁售也就取消了。CFD如今與CAD和CAE一樣，在工程與機械設計領域起著不可替代的作用。從C919的氣動設計，到新型核燃料組件的研發都離不開CFD。但是細思極恐的一件事是，一個擁有如此龐大工業體系的國家，工業中用到的幾乎所有核心軟件都依賴國外，包括機械設計的CAD軟件如solidworks，也包括流場分析的CFD軟件。目前國產CFD軟件屈指可數，影響力也非常微弱。
歷史上商用CFD的發展經歷了三個階段：
1. 第一個階段上世紀70到80年代，CFD的先驅Brian Spalding等創立了早期的商用CFD公司;
2. 第二個階段是上世紀90年代，CFD像一股浪潮一樣進入了工業公司的設計部門;
3. 第三個階段是2010年以后的多元化階段，CFD已經是工業設計必不可少的一部分，通用的CFD正在向具體的行業應用分化和具體化。
那么第四個階段是什么呢?這里猜測幾點可能：
1. CFD從有網格過渡到無網格方法。傳統的FVM方法算法成熟，工業應用經驗豐富。不過近年來，新出現的粒子法particle method以及格子法LBM發展迅猛，已經突破了不少技術瓶頸，成熟度不斷提高。毫無疑問，畫網格雖然已經被當做一門經典藝術，甚至是職業，但是如果能夠打破網格的束縛，并且獲得同樣精度的計算結果，必然是一次CFD技術的革命。
2. 云端化。這不光是CFD軟件，而是幾乎所有軟件的一個趨勢，免安裝，高度可定制化，調用超算等等。
3. 人工智能技術的引進，例如基于機器學習的實時流體仿真等。
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