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Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术
否正确求解了方程。对于新开发的模型，其 V ＆ V 是十分复杂的，包括真实物
理问题在数值模拟过程中的简化、IBVP 的选择与编译、求解算法的设计、再根
据以上内容提出程序设计方案并进行程序的研制，程序计算结束后将计算结果与
实验结果进行对比，然后再次对程序设计方案进行修正，这个过程需要不断反复，
最终完成模型的确认与验证。在工程应用中，考虑成本和效益，普遍采用成熟的
商用 CFD 计算软件对物理问题进行求解，因此本节主要介绍商用软件所构建模
型的确认与验证方法。商用软件在推出前已经通过了软件质量保证（SQA），并
且在大量的工程应用中不断改善，其方程编译与程序设计方面可信度高，所以通
过商用软件构建的模型其 V ＆ V 过程相对简单，通常有如下方法：数值解与解
析解对比、模拟结果与实验结果对比、标准模型实验、虚构解方法以及大数据概
率统计方法。
1. 数值解与解析解对比
解析解是能够通过运用已知的数学公式和数学推导，对一个物理问题直接求
得的解；数值解是通过数值计算方法近似求解物理问题得到的近似解。对于简单
的 IBVP 问题，如果存在一个严格解析解，那么以这个严格解析解为基准，验证
模型数值解的准确性，通过这种方式对模型进行确认与验证。这种方法最大的局
限性在于大多数实际问题不存在严格的解析解，所以这种方法非常受限。
2. 模拟结果与实验结果对比
将模拟结果与实验结果对比是目前最普遍的模型确认与验证方法，这是由于
模型错误得出的错误结果与实验观察相匹配的概率非常低，因此，数值解和实验
观察的良好匹配能保证模型的有效性及计算过程的准确性。2016 年，王博等在
我国某滨海核电厂址进行了野外示踪试验，并建立了基于 CFD 方法的三维数值
模拟研究，通过示踪试验验证了 CFD 方法的可靠性；2021 年，王慧茹开展了复
杂条件下 CO 2 扩散特性研究，研究中利用澳大利亚能源管道研究中心某管道爆
破试验数据和在西萨塞克斯郡索尼岛进行的第二阶段重气体扩散实验数据对模型
进行验证，模拟结果与实验数据一致；2009 年，谢东在铀矿通风尾气放射性核
素在大气中迁移的数值模拟与实验研究中，采用 CFD 方法计算了山地地形条件
下的大气全湍流流场，并用水槽模拟实验验证了 CFD 方法模拟复杂地形条件下
大气流场的可靠性；2022 年，张少伟在多尺度城市风环境特性的 CFD 数值模拟
与实验研究中，建立了适用于大尺度复杂地形城市风环境特性研究的 CFD 数值
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