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误差| 3. 有、无的差异,框定误差的范围

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Franz Marc,  Stables


重要的不是减小误差,而是知道误差大小
大家都怕误差,其实误差没什么好害怕的。只要知道误差到底有多大,我们就可以设定一个安全余量,避开误差的影响,同样可以安心地做设计。
知道误差有多大,才是最重要的能力。
转过头来发现,这么重要的知识,大学里竟然没有教。大学里只教如何减小误差,忘了教我们如何估计误差有多大。成为工程师后,老板并没有期待你把误差减小到世界最低,但是天天拷问你,到底误差有多大?
于是你去翻阅各种书籍、文献,想找到如何估计误差大小。你发现,不仅仅大学里没教,书本上也不提供这种知识。
你去问大师,不同派别的大师,会告诉你完全不同的回答。有的大师说,用这些工程简单模型根本就是瞎算,算出来也没用。有的大师说,选最常用的模型算个数,误差也就10%,不影响设计。
那些臭名昭著的湍流模型、空化模型、燃烧模型、掺混模型。有一万个人会告诉你,他发现了世界一流的方法,可以减小误差,但是没有人回答,针对你这个具体问题,到底会有多大误差。

明确误差大小,成本太高
理论是忽视了具体细节的通用规律,你面对的问题,有无数具体因素。收缩的曲面、粗糙的凸起、高温的环境、局部的喷流。一个针尖大的因素,就会让你的问题变成世界上独一无二的难题。
我劝你不要为解决一个具体问题博览群书,在你学完所有模型理论之前,已经被老板开除了。即使你有幸把这些模型都学明白,面对具体问题,你还是不知道误差有多大。
我劝你不要为了知道误差有多大,竟然把所有的模型尝试一遍,做完分析后找到误差有多大。一个三个月要完成的设计,你用三年做误差分析,老板舍不得让你拿着工资做博士,还是会开除你。

有、无对比,框定误差
对于一个具体问题,不妨用最简单的有无对比框定误差的边界。
例如,粘性计算的误差很复杂,你改变各种设置,得到的结果都不一样。粘性误差大小又影响到设计靠不靠谱。
你可以简单地做个有粘和无粘的对比。有、无之间的差异就是误差的最大边界。
有时候,你会发现,你的设计对粘性根本就不敏感,有、无粘性之间没有太大的差异,你可以随便选个粘性计算方法,大概算一算。
有时候,你会发现,粘性对于你是至关重要,有、无粘性的差异,会直接导致设计失败。这个时候你也可以下决心,是否要做更复杂的粘性计算,或者投入更多的钱做个实验测量。
进一步,在粘性中细分出几个因素,分别做有无的对比。例如:有、无粗糙,有、无加热,有、无湍流的对比。通过对比,你可以识别出对粘性影响最大的因素。也许没有必要再框定误差范围,直接消灭那个最大因素,解决问题。

最高、最低状态对比,框定边界
和有、无对比相应的是做最高、最低对比。例如,对比速度、温度、组分的最高与最低设计状态,很快你就会看出来,哪些因素可以完全不考虑,哪些因素很敏感。
很多人对比分析,不取最高最低的极限值,而是选取很多很多只差异10%的状态,去捕捉20%的计算误差。数据太多太乱,反而看不清误差的边界。

有、无的差异大于细节的差异
有人不相信有、无的差异最大。算出来有、无粘性的差异是25%。为了可靠,他竟然告诉别人,粘性计算的误差可能达到50%
也许用太多的时间学习细节,脑子里塞满了:参数a如何选,模型b如何修正。太多的知识,放大了他的恐惧。
他忘记了,那些高深文献讨论的是,如何改进参数a可以把误差从5%减小到2.5%。他的记忆中成为,参数a取不对,误差会高达两倍。学会了知识,忘记了常识。

现实如此复杂,在你陷入细节之前,先用简单的有、无对比,框定误差的范围。


误 差

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来源:陆姐说
Marc燃烧湍流通用理论曲面
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首次发布时间:2022-12-10
最近编辑:2年前
仿真方法论
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