仿真——从虚拟空间认识真实世界

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仿真不可靠

常言道，做仿真的只有自己相信，做实验的自己不信别人信，仿真不可靠好像已经是定论了。

做仿真你们自己不觉得没劲吗？自说自话地搞出一堆漂亮图片，还给我们放动画片，你能保证给我们看的是真的吗？
写报告的时候仿真很有用，能提供很漂亮的素材，但是真要做设计，你敢用仿真的数据吗？
号称什么都能算，其实什么都算不准，最后出来数据还要用我们的常识去判断对不对，这样的仿真要他何用？

我是以仿真为生的，我把仿真捧得很高，如今的仿真已经俨然是理论、实验、仿真三足鼎立中的重要一只脚了。往往在研究成熟的领域里，理论清晰、实验测得准，仿真也可靠。但是在未知领域，理论说不清、实验测不准、仿真也不可靠。不要老说仿真不准，其实在仿真完全不靠谱的时候，你们做实验和理论研究的一样没办法哦。

仿真好处多

1、仿真成本低

做仿真不用加工模型，不用买测量设备，真是多快好省啊。做个模型想大就大，想小就小。做大模型不用盖房子、搭架子。烧多少个亿建实验室也做不到的尺寸，在仿真就是加几个零一回车的事情。无法加工和测量的细小模型，在仿真只不过将尺度单位改一下。

如今仿真的成本正在逐步超过实验，成本低不再是绝对优势。过去的简单快捷的仿真（其实只是估算）已经被逐出仿真的定义，目前所说的仿真往往要大量的网格，长时间的迭代计算和繁复的数据后处理分析。对于在普通环境下工作尺寸一般的产品，比如电风扇，冲水马桶，做仿真反而费用高、周期长。

2、仿真空间无限

做得实验无法达到的状态，例如特别的高温、高速、高空、低温、海底……。仿真给我们赋予了无边的想象力，只有你想不到的没有你做不到的，可以做到实验无法企及的难度和复杂。

3、仿真信息丰富

可以取得实验无法测量的数据，仿真可以同时获得所有位置的所有参数。你见过实验可以同时测量空间中所有位置的速度、压强、温度、组成吗？实验只能用可怜的几个传感器，测量个别参数，更加要命的是很多接触测量本身会破坏真实状态。

仿真如洪水猛兽在最近20年从高校走向研究所、又走向工厂，从高端的研究工具已经发展为常规的设计工具。因为只有仿真才能在无限可能中给出全部信息。

仿真应当这样用

不管你赞不赞成仿真，虚拟覆盖现实的未来已经无法逆转，所以还是好好讨论如何在虚拟中做好自己。

1、基于丰富信息开展机理分析

这恰恰是被广大设计员忽略的东西。很多人只要仿真最后结果，对仿真取得的流动细节置之不理。遵循习惯在几个传统位置截几个图排列在一起，就算是完成仿真分析了。仿真不分析细节，好比娶了媳妇没有掀开盖头，可惜啊可惜。

很多人看到这里很生气，谁不分析？我们把云图、矢量图、流线图都画出了，指着图告诉你流动在这里有个漩涡。这种看图说话已经成为仿真报告的典范，所谓分析就是将图片中一眼能看到的东西说一遍，但是不分析内在的规律，不告诉这里到底出了什么问题。好像医生看我的X光片，告诉我哪里多长了一块、少了一块，但是不告诉我得了什么病。

看图说话不是分析信息，仿真分析的核心不是描述流动现象，而是对流动现象提出一个假设，假设这个漩涡是由什么引起的，然后像福尔摩斯破案一般，从流动的上游、周边、内部，寻找各种证据去验证或者推翻原来的假设，这个过程才是人类做的事情。

如果只是看图说话，长眼睛的谁不知道那里有个漩涡，让计算机自动出个报告就行了，作为一个骄傲的人类设计员如何显示自己比计算机强一点。只有在仿真中做好机理分析，我们设计员才用处。

2、创造“纯洁环境”化繁为简

所谓科学研究就是将复杂的现实问题放到特定的环境下研究分析。

仿真特别适合做这个事情，例如你要看消除重力后的影响，如果做实验想要消除重力，需要去太空做实验，在仿真中只需将重力加速度设为零。如果要研究一个没有粘性作用的流动，请问做实验有多难？而仿真只要选择取消粘性。这是过于极端的现象，对于普通研究，也许你需要一个完全隔热的壁面，一个完全均匀的来流等等，实验要做到不是不可以，但是很难。

实验的麻烦是太接近真实，要将各个现实的因素剥离开来太难，只有在虚拟的仿真中，才可以轻松地剥离各个因素，模拟少数因素的影响，这样才有希望清楚地看到各个因素的影响规律，否则一团乱麻，你如何分辨最终结果是众多因素中的那个在捣鬼。

设计一个“纯洁”的仿真状态，将重要因素剥离出来，识别出更为清晰的规律，这才是仿真的功能。

仿真是什么：