第三卷 風漸
第566章 π的奧義
因為工程領域中的絕大多數實際問題其實並不要求百分之百準確的結果,而且事實上百分之百也是不可能做到的。
「老慈」,在華夏的計算機領域,只可能說的是一個人,這個人當然就是華夏首台半導體晶體管計算機、首台每秒百萬次計算量集成電路計算機、為華夏洲際導彈實驗立下卓越功勛的「遠望號」測量船上裝載的151-3/4型計算機、首台真正意義上的超級計算機,每秒億次運算量的「銀河I號」巨型機的主持設計師、華夏科學院學部委員,慈雲圭。
頓了頓,他稍微整理了一下思路接著說道:「在我們華夏,有限元的的研究和應用其實從50年代就開始了,其首倡者應該是數學所的學部委員馮康教授,馮教授於1965年發表了名為《基於變分原理的差分格式》的論文,這篇論文被國際學術界視為華夏獨立發展「有限元法」的重要里程碑和標誌。而在他的影響下,華夏科學院計算所出了好幾個才華橫溢的年輕人,其中有一個提出了用偏微分方程分層求解有限元的思路並進行了實踐,編寫了一套有限元分析軟體,我記得,當時他的這項成果被好像是首先應用在了石油地質勘探上,為此,他還獲得了石油部頒發的重大科技成果獎,我們現在用的有限元分析軟體,就從此發展而來。」
當然,最後這台足以載入華夏史冊的計算機,在當前這個時空還處於孕育之中,就連名字都還沒https://m•hetubook.com•com有確定。
陳義堅理了理自己的思路才答道:「其實我也不是非常清楚,因為我畢竟不是做那行當的,我只是聽說,1978年的時候,大長老批准了研製我國首台巨型計算機的項目,並將這個項目交給了國防科技大學,由慈雲圭教授擔綱,當時的要求好像是要達到每秒1億次的運算量,要求的時間節點好像是1984年年底之前完成。」
陳義堅好奇問道:「怎麼振華你在這裏也買了家公司?也是做計算機的?能不能搞出我想要的計算機?」
譚振華頓時從陳義堅的這段話里聽出了一些不同尋常的信息,他追問道:「陳總師,聽你的意思,我們華夏早就有有限元分析的計算程序?」
於是他禁不住脫口問道:「陳總師,你說的那個有限元分析軟體,名稱是不是叫做FEPG,而那個才華橫溢的年輕人——哦不,那人到現在恐怕也不年輕了,他是不是姓梁?」
陳義堅這才知道自己誤會了譚振華,但是,他提出的這個問題,倒也真是個麻煩事,想了想,他小心翼翼地說道:「振華,據我所知,IBM還是願意跟我們做生意的,早在1979年,華夏銀行就購買了第一台IBM的計算機——IBM3032,這台計算機安裝在香江,算起來也是我們華夏銀行系統投入使用的第一台計算機,而且就在同年,他們還賣了一台IBM 370/138https://m•hetubook•com.com給我們盛京鼓風機廠,所以我覺得,只要能找對人,還是有可能買到的吧?」
陳義堅聞言嘆氣道:「這我也知道,所以才找你想辦法,唉,要是老慈的那台超算能早點出來就好了。」
譚振華答道:「那就拜託陳總師了,我還真有點關心,不瞞您說,我前幾天還買了一家不列顛的計算機公司,順帶接下了一個小小的訂單,也許,將來可以做些合作也說不定。」
譚振華砸么了一下嘴道:「每秒億次,這速度雖然比不上米國最先進的型號,但對於我們華夏來說,也是了不起的成就和突破了,要是現在就有,拿來給你們用,也可以解決燃眉之急,可就不知道他們的進度怎麼樣了,還有採用了什麼構架,能不能用來運行我打算給你們買的設計輔助系統。」
譚振華搖頭道:「陳總師,您誤會了,我不是不想掏這筆錢,只是,據我所知,高性能的計算機,顯然是在「巴統」的限制目錄上的,我剛才就是在想,怎樣才能買到這些設備。」
陳義堅也順嘴接話道:「老慈那邊我雖然不是特別熟悉,但也有幾面之緣,我聽說他那個項目是總裝親自在抓的,振華你要是真的關心這件事,將來要是有機會,我幫你問問。」
陳義堅聽了譚振華的問題,皺眉回憶了一番然後回答道:「當然是有的,非常準確的時間我記得不是太清楚,但是,有限元分析這種計算方法在工程中的應用也不m.hetubook.com.com是什麼新鮮事,西方世界早在幾個世紀之前就開始應用,比如我們所熟知的無限不循環小數π,其實就是有限元分析的經典案例,它將圓形看成是無數個多邊形來逼近圓,並以此來求得圓周長和直徑的比值。不過,有限元分析作為一種工程方法而被提出,則是最近的事。最先應用的就是我們航空器領域內的結構強度計算,並由於其方便、實用和有效而迅速擴展到了幾乎所有的科學技術領域,成為一種應用廣泛且實用高效的數值分析方法。」
他不禁追問道:「陳總師,這台計算機是怎麼回事?能說說嗎?」
譚振華答道:「這個啊,恐怕不行,我這家公司啊,目前只能搞點個人用的微型計算機,派不上大用場……對了,給你們所裝備點這個機器倒是可以,雖然起不了大用處,不過,拿來做做辦公文檔處理什麼的倒是勉強還能升任……特么的還是不行,沒有可用的中文系統和輸入法。」
陳義堅的無心之語頓時吸引了譚振華的注意,而且他剛才說的那個關鍵詞也不由得讓他產生了無窮的遐想。
而有限元分析呢,就是將這個誤差視為理所當然的存在,只是通過一系列高精度的計算,將其帶來的各方面影響都考慮進去,最後得出了在這個誤差範圍之內,最後生產出來的零件可能的性能範圍區間,所以這種方法不但能有效預測最後的結果,而且能適應各種複雜形狀,因此成為了行之有效的工程分析手段。和圖書
陳義堅見譚振華臉上現出了躊躇的神色,以為他在為又要增加的額外預算而犯愁,不由得心下暗嘆了一口氣然後說道:「振華,我知道,購買計算機的確是一筆額外增加的巨大投資,如果實在有困難,我們努力克服一下也不是不可以……」
簡單來說,有限元分析就是用較簡單的問題代替複雜問題后再求解。它將所需求解的結果看成是由許多稱之為有限元的小的互相關聯的子結果組成,並對每一單元假定一個合理的近似解,然後推導求解最後的結果。
舉一個不算太恰當的例子,比如在機械加工中,設計要求規定了某項零件的尺寸是一米,而實際上呢,由於加工和測量手段的限制,無論精度多高的機床,都不可能加工出正好1米尺寸的零件,而只能無限接近於這個理論上要求的數值,而在實際工作中呢,圖紙上也會在這個「1米」的尺寸上標註出允許出現的公差範圍,只要加工出的零件尺寸在這個公差範圍之內,就是合格的產品。當然,這個公差的範圍,也將影響到最後成品的一些性能。
小譚譚前世雖然玩的不是IT,可這台計算機的鼎鼎大名,他還是聽說過的。
陳義堅頓足道:「振華,你這什麼思想,即便是個人計算機,那也是計算機好吧?總比我們拉著計算尺來算強,別的不說,就一個有限元,我們用華夏科學院計算所給的測試軟體來算,也比我們人工計算要節省很多時間,至於中文系統和輸入法,那個完全可以後www.hetubook.com.com一步解決,只要你的計算機上能正常跑Fortran語言編譯軟體就行!」
譚振華卻苦笑道:「陳總師,您說的不錯,IBM確實願意和我們做生意,不過啊,他們和我們做生意卻是挑人的,您剛才說的那兩台,原本就不是什麼特別先進的機器,據我所知,每秒的運算量也就在千萬級,而且還是賣給了我們的民用單位,可現在最快的計算機每秒的運算量已經超過了2億次!我想,他們在合同里還肯定規定了某些限制用途的條款,而你們3603所明顯是軍事科研單位,他們能不能賣都兩說,而且就算肯賣,也最多就是剛才你說的那樣的過時貨。」
有限元分析,英文名稱FEA,也就是Finite Element Analysis的簡寫,它是利用數學近似的方法對真實物理系統特別是幾何和載荷工況來進行模擬。最大的好處是可以利用簡單而又相互作用的元素,用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。
順著陳義堅的回憶,譚振華覺得自己記憶中有某段資料漸漸與之重合,雖然好像還有什麼東西沒有對上,但,其中一些最關鍵的內容他已經想起來了,畢竟,有限元分析這種工具也算得上是他前世吃飯的傢伙之一,而且他還記得他常用的那款有限元分析軟體的名稱和主要作者,因為這是一款國產軟體,而在他常用的軟體中,由華夏人開發並能與國外同類產品競爭的實在少之又少,所以,這款軟體他記得尤其清楚。