流体工程师狂喜：用代理模型做流体力学计算

结构工程师们喜出望外。但结构流体不分家，不能厚此薄彼。

再分享个案例，用代理模型快速做流场计算。

案例背景是飞机的重要结构——机翼，飞机能否离地，是否省油，好不好控制，都要看机翼。

机翼的升力、阻力、升阻比等指标一直是CFD模拟中的常客。机翼的形状确定后，这些指标还会受到攻角、雷诺数的影响。

所以CFD仿真工程师常做一件事：对同一个机翼，重复地“变攻角——画网格——计算——变雷诺数——画网格——计算——变攻角...”

其中心酸，闻者流泪。

下面这个表格就是用CFD计算得到的结果，足足有700多行。

其中Alfa是攻角，Re是雷诺数，均为输入值。Cl是升力系数，Cd是阻力系数，Cm是俯仰力矩系数，均为输出值。

我们要做的，是基于这些数据得到一个代理模型。之后遇到新的攻角和雷诺数组合，就可以摆脱CFD，直接用代理模型计算了。

创建代理模型第一步，打开数据建模软件DTEmpower。没安装的可到天洑软件官网下载，安装就自带免费试用。

软件启动后，新建项目，导入数据表格。

然后创建流程，选择专业模式。之后在画布依次拖入数据读取、空值处理、变量设定、数据清理AIOD以及数据分割节点。

数据清理的作用是给每组数据的风险值打个分，并剔除风险高的异常数据，防止影响建模精度。

数据分割节点的作用是把数据分成两部分，分别用来做模型训练和模型精度测试，默认按照3:1的比例分割。

数据处理之后，拖入模型训练算法。因为不知道哪种算法合适，所以干脆拖入多个，同时训练，训练之后选个精度高的。

最后连线，表示数据传递。完整的工程界面长这样↓，很漂亮。

注意，数据分割到模型对比这一条线，传递的数据应该是测试集，test data，而不是训练集。

流程搭建好，点击“开始”跑起来。软件运行到某一个节点，需要你输入时会弹出界面。

在数据清理节点AIOD，大部分数据的风险值都低于0.2。因此可以考虑以0.2为阈值，只保留风险值低于0.2的数据。

训练结束后查看模型对比结果，精度高低一目了然。

一般我们都看R2，越大越好。发现极端随机树算法（ExtraTrees）得到的模型精度对四个输出变量来说都挺高，不错，就选它了。

接下来，你期待的时刻：用极端随机树代理模型计算攻角和雷诺数组合对应的升阻力系数。

找到ExtraTrees模型，点击评估，输入攻角和雷诺数。计算，唰一下就输出了四个结果。

只要输入数据和训练数据相比，范围相差不太大，评估精度是有保证的。

你还能把训练好的模型保存或下载下来，通过模型读取和模型计算节点调用，做自动和批量计算。

数据建模取代CFD的过程，全程没有画网格，没有写代码，对代码过敏者可以说非常友好。

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（提示：本案例所用数据就在DTEmpower 2025R1安装目录的ApplicationData文件夹下）