jameson|几个CFD大牛的前半生

jameson|几个CFD大牛的前半生
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有限体积法提出者——Jameson
Jameson是当今CFD届的超级大牛 。 Jameson是个英国人 , 出生在军人世家 。 从小随老爹驻守印度 。 于是长大了也抗起枪到海外保卫日不落帝国 , 军衔是Second Lieutenant 。 无奈“日不落”已落 , 皇家陆军已经不需要他了 。 大概有什么立功表现吧 , 退役后就直接进了剑桥大学 , 在那里拿到博士学位 。
辗转间 , Jameson从英国来到了美国 , 从工厂又到了学校 , 而后成了Princeton的教授 。 在那里提出了著名的中心差分格式和有限体积法 。 就是在这里 , 发表了他那篇著名的中心差分离散的有限体积法 。
中心差分格式 , 大家都知道 , 是二阶 , 但是稳定范围特别小 , Pe不能超过2 , 于是就得加人工粘性(一听这名字 , 数学家就倔嘴巴 , 不科学嘛) , 这是大学生都知道的事 , 怎么加就是学问了 。 Jameson用二阶项做背景粘性 , 用四阶项抑制激波振荡(也亏他想得出来) , 配合他提出的有限体积法 , 获得了极大的成功 , 很快风靡世界 , 工程界几乎无一例外在使用他的方法 , 原因很简单 , 他的方法乐百氏 , 而且又有相当精度 。 从此大行于市 , 坐上了P大的航空系系主任 , 也确立了CFD界第一大牛人的地位 。
Jameson发文章有个特点 , 喜欢发在小会议上或者烂杂志上 , 反正是SCI检索不到地方 。 包括后来关于非结构网格 , 多重网格等等经典的开创性文章 , 都是这样 。 (如果按照清华的唯SCI论的评判标准 , 我估计在清华最多只能给他评一个副教授当当 。 )
牛牛的人总是遭人忌妒 , 哪里都这样 。 看着Jameson的有限体积方法这么受欢迎 , 有些人就红眼了 。 于是说 , 有限体积方法不错 , 可惜只适合于定常问题计算 , 非定常计算就不怎么样嘛 。 Jameson那里能容忍别人对他的得意之做胡说 。 于是 , 灵机一动 , 想出了一个双时间尺度的方法 , 引进一个非物理时间 , 把非定常问题变成了一个定常问题计算 , 还真好使 , 又风靡世界 , 从此天下太平 。
97年 , Jameson年龄到了 , 就从P大退休了 , 结果又被聘请到Stanford大学当Thomas V. Jones Professor搞起了湍流来 。 前不久我导师见他回来 , 对我们边摇头边说 , “几年不见 , 老得快不行了” , 言下之意 , 我们如果想多活几年 , 不要去搞什么湍流 。
RNG湍流模型提出者——Orszag
Steven A. Orszag是一个天才级别的人物啦 。 在直接数值模拟 , 谱方法 , 湍流模型等等许多方面都有开创性的贡献 。 天才嘛 , 总是有缺陷的 , 不是生活不能自理 , 就是不懂得处理人际关系 。 前者还好办 , 只是lp不舒服 , 后者嘛 , 让同事和同行不舒服 , 可麻烦就大了 。 不幸的是 , Orszag属于后者 。 对于他的恃才傲物 , 有人早就恨得牙根痒痒 , 报复的机会终于来了 。
三十年前 , 湍流模型的先驱们 , 是通过数值试验 , 再连懵带猜的确定下了双方程湍流模型的参数 。 20年前 , Orszag突发奇想 , 能否用RNG(重整化群理论)从理论上推导这些参数呢?RNG理论在相变上取得了很大的成功 , 发明者也在81年获得了Nobel奖 。 牛人就是牛人很快居然真从理论上推出了这些参数 。
这下湍流模型界可炸开了锅 , 这岂不是要砸掉很多人的饭碗?这不等于说那些老家伙几十年前的工作一钱不值么?这帮大学霸可不是省油的灯 。 环顾地球之大 , Orszag居然找不到一本杂志愿意接受他这篇文章 。 Orszag这个郁闷呀 , 这个生气呀 , 好歹庵也是绝代高手嘛 , 昨这么不给面子呢?他一气之下干脆自己扛杆旗 , 办份杂志 , 自己当主编 , 自己出版 , 看谁说闲话 。
1986年 , 《Journal of Scientific Computing》终于开张了 。 第一篇文章就是“Renormalization Group nalysis of Turbulence: I Basic Theory” 。 这篇文章很快获得了大家的广泛认同 。
但是对RNG的攻击并没有到此为止 。 偶看到最搞笑的是一个牛牛(不想提他的名字了)在AIAA J. 上的一篇文章 。 当然是吹自己的模型计算比标准双方程模型多么多么的好 。 都已经比较结束了 , 他还觉得不过瘾 , 话锋一转 , 把RNG模型胡算一把 , 然后一桶狂批 , 还煞有介事的分析为啥算不好 。 其实我倒觉得 , 既然RNG能够从理论上推导出他们当年胡乱搞出来的参数 , 不正是对他们工作的证明么?能够从完全黑暗的世界寻找到这些参数 , 这除了天才 , 还能说什么呢?
迎风类型格式的开山鼻祖——Godunov
Godunov大家都晓得吧 , 迎风类型格式的开山鼻祖 。 二十世纪CFD的数值方法基本上是沿着他老人家开创的Godunov类型格式的方向发展 。 连如今大佬级的Roe , van Leer都要发文章pmp , 毕竟他们都是靠着老大发家的嘛 。 他坐上老大宝座的屠龙刀 - Godunov格式 , 实际上是1954年他25岁时候的博士论文 。 老板上课时候曾经讲 , 当时不知道为啥他得罪了苏维埃政府要砍他的头 , 于是他一着急 , 弄出了这把屠龙宝刀 , 拣回了小命(不过这个传闻 , 我没有找到相关的文献得以证实 , 好在我相信我老板读的书比我多 , 二来嘛本来就是八卦系列也无所谓了) 。
我现在就来讲讲有根有据的东西 , 老大是怎么弄出这把屠龙刀的 。 1954年春天 , 苏联的第一台电子计算机“Strela”就将送到老大当时所在的单位Keldish Institute of athematics , 上级要求他们弄几个格式来算一算 。 当时一个叫Zhukov的人就弄出了一个东西 。 这家伙也算是个牛人了 , 弄出来的这个东西 , 同1年后 P.D Lax的CFD奠基性名著中提出的东西是完全一样的 。 可惜呢 , 这家伙数学不好 , 他是连蒙带猜弄出来的 , 尤其是为了自圆其说的那几个假设 , 现在回过头来看根本就是错误的 , 是推不出这个结果的 。
当时为了弥合这个问题 , 就请来了Godunov看能不能解决这个问题 。 结果一发不可收拾 , 居然就借此搞出了Godunov格式 。 后来老大回忆到 , 幸好当时他没有看到Lax的文章 , 要是看了 , 压根就不会有Godunov格式了 。 (If I would have read Lax’s paper a year earlier, “Godunov’s Scheme” would never have been created.)
这么重大的贡献得发文章让大家都晓得才行呀 。 老大于是一毕业就四处投杂志 , 他先投了一家叫Applied Mathematics and Mechanics的杂志 , 杂志居然把他拒了 , 理由是 , 老大的工作是一个纯粹的数学工作 , 没有做任何关于力学的研究 。 老大一想也对 , 他本来就是数学家嘛 , 于是他改投一个纯数学的杂志 , 谁知道 , 没过多久 , 又被退稿了 , 这次的理由是 , 老大的工作是一个纯力学的研究 , 没有任何关于数学的内容 。 老大当场晕倒 。
【jameson|几个CFD大牛的前半生】后来老大又投了几家还是不中 , 这下没有办法了 , 老大只好找后门 , 托他的老板Petrovskii了 , 正好老板是Mathematicheskii Sbornik杂志的编辑 , 终于在1959年 , 毕业四年后这篇文章发表在了这个杂志 。


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