累积流图 CFD

如果你负责向你的客户交付结果,并且你还没有使用过累积流图(cumulative flow diagram - CFD)管理项目或者服务的开发,那么请你仔细看看这个 工具。你很快就会每天都希望看到它。

一项工作何时才算完成?只有被交付到客户手中,才算完成,因为只有这时我们才能从中收取费用。

正因如此,敏捷团队用交付给客户的功能/用户故事的数量来度量项目进度。最初,Scrum开始使用燃尽图来展现完成剩余待办工作所需的小时数(或故事点数)。之后燃烧图也开始被使用。这些图将团队每天完成的功能数量绘制了出来。

这些信息连同速率数据可用于展现某个Sprint/迭代的完成度。

BurnUpChart En

然而,仅考虑到已经完成的工作还不够。

里特定律( Little’s law )告诉我们交付时间(Delivery time)依赖于在制品数量(Work In Progress, WIP)。WIP是指所有已经初始但还未完成的工作,例如:所有在分析(Analysis)与完成(Done)之间的工作。

CFD LittleLaw En

因此,必须要首先留意的就是WIP。

如果WIP增加了,你的交付日期就会有风险。

因此,用更短的Sprint待办列表/迭代范围(批量)尺寸比长待办列表好。此外,保持更少的WIP数量可以降低由任务切换带来的花销。

缩小批量尺寸提高交付速度。

作为一个好的经理,不仅要知道什么是正在被开发的工作,你还需要了解这些工作的状态,哪些工作项正处于困难之中,哪些有缺陷,以及哪些阻碍了其他工作的进行。你的工作室确保清除障碍并使工作流程持续顺畅。

根据约束理论( Theory of Constraints, ToC),每个系统有且只有1个约束(瓶颈)。所以你必须:

  • 识别约束
  • 决定如何消除约束
  • 使所有其他的过程遵从于第2步的决定的开展
  • 如果在第2、3步之后,需要更多产能提升,要放宽约束
  • 回到第1步

如何才能识别出工作流程中的瓶颈?

根据瓶颈法则(Law of the bottleneck),你会在吞吐量最低的位置找到瓶颈。通常,在这个位置之前会有一个队列,并且在那个环节之后环节的效率并不高。例如:一个在高速路上的限高梁、高峰时段的立交桥或者机场的安检点。

回到我们软件开发的流程上,我们可以将其中每个不同环节(分析、实现、测试、部署、完成)的工作项数量用不同颜色的带状区域可视化出来。

CFD En

 

现在观察一下,是否有一个区域在变窄,同时在流程中相对于这个环节之前的环节正在变宽(说明队列正在增长)。

CFD CuelloDeBotella Sp

如果你看到了这种情况,就可以用上面提到步骤来解决瓶颈。

要留意的是,当我们看到了一个瓶颈,我们会本能的认为,我们需要更多资源。但是,这通常是代价最大的方法,并且通常不是最好的解决方法。关于如何消除瓶颈的详细内容请见David Anderson的《看板方法》一书的第17章 瓶颈与持续可用。也许你还会很喜欢《Esteban, the Bottleneck》的故事。

在《Cumulative Flow Diagram》中,Pawel Brodzinski 展示了许多其他的当你使用CFD的时候可能会发现的情况。

接下来,

累积流图是一个实践工具,可以帮助我们看到WIP的状态项目的步调、并且快速识别出交付时间存在的风险以及瓶颈

手工绘制一幅CFD需要专注和良好的数字表现技能。尽管如此,大多数看板方法工具都会自动绘制CFD,你还可以选择需要跟踪哪些环节。

对于使用传统管理方式的组织:

如果你正在尝试按照计划来跟踪进度并基于项目的关键路径(里程碑)来估算最终时间,使用CFD依旧对你有用 :

  • 在得到下次项目状态汇报之前识别延期风险
  • 找到工作流程中的障碍并在它们影响到项目计划完成之前进行消除
  • 完整的看到当前工作的状态以及项目的步调

此外,绘制CFD所需的数据也很简单,只有工作项(任务、需求、故事、单据、事故)的状态和已经处理的时间(前置时间,lead time)。团队协同工具通常都会保留这些数据。当然,保证数据的正确不被作假是至关重要的。

 

<think>嗯,用户想用CFD++进行流固热耦合仿真,这属于高级多物理场模拟范畴。用户可能是航空、能源或汽车领域的工程师,正在处理散热或热应力问。从技术细节的提问方式看,用户应该具备一定CFD基础,但可能刚接触这个软件。 流固热耦合的核心难点在于双向数据传递:流体域的换热系数要传递给固体域计算温度场,固体温度又反过来影响流体物性和边界条件。CFD++的独特优势在于其统一求解器架构,不像有些软件需要耦合多个求解器。 用户没提具体行业,但航空发动机叶片冷却、电子芯片散热、管道热疲劳是常见应用场景。需要提醒用户注意网格质量——流体边界层和固体热边界层的网格尺度匹配很关键,否则插值误差会累积。另外,如果涉及相变或材料非线性,可能需要额外材料模型库。 突然想到用户可能忽略license问CFD++的热耦合模块需要额外授权。还有后处理,温度梯度引起的热应力需要导出到结构分析软件,虽然CFD++能输出到Nastran格式,但用户可能需要自己编写应力评估脚本。 对了,参考引用的"多物理场工程分析"正好契合这个场景,不过用户上次的问历史里没有更具体信息。后续可以建议用户关注湍流模型选择——低雷诺数k-omega对强制对流更准,但自然对流用SST有时会更好。</think>CFD++是一款强大的多物理场仿真软件,特别适合处理流固热耦合(FSI-Thermal)问。以下是关键信息和使用指南: ### **一、CFD++核心能力** 1. **耦合机制** - 内置**双向隐式耦合算法**,同步求解流体流动、结构变形和热传递方程 - 支持**瞬态/稳态**热耦合,如流体对流换热与固体导热相互作用 - 典型控制方程: $$ \rho_f \frac{\partial \mathbf{u}}{\partial t} + \rho_f (\mathbf{u} \cdot \nabla)\mathbf{u} = -\nabla p + \mu \nabla^2 \mathbf{u} + \mathbf{f}_b \quad \text{(NS方程)} $$ $$ \rho_s c_p \frac{\partial T}{\partial t} = \nabla \cdot (k_s \nabla T) + q_v \quad \text{(固体热传导)} $$ 2. **关键技术特征** - **自动网格变形技术**:基于RBF或弹性体方法处理流固界面变形 - **热数据传递**:自动映射流体-固体界面的温度/热通量($q'' = -k \nabla T$) - **材料非线性**:支持温度相关的材料属性(黏度、导热系数、比热容) - **湍流模型**:集成SST $k$-$\omega$、LES等模型,精确捕捉对流换热 ### **二、操作流程** ```mermaid graph LR A[几何建模] --> B[网格划分] B --> C[物理模型设置] C --> D[耦合参数定义] D --> E[求解器配置] E --> F[结果分析] ``` 1. **模型配置** - 流体域:启用能量方程 + 湍流模型 - 固体域:激活热传导模块 - 耦合界面:定义`Fluid-Solid Interface`并勾选`Thermal Interaction` 2. **关键参数设置** ```python # 示例:耦合时间步控制 coupling_interval = 0.001 # 耦合数据交换间隔(s) max_thermal_iter = 20 # 每步最大热迭代次数 ``` 3. **材料属性定义** | 材料 | 密度 (kg/m³) | 导热系数 (W/m·K) | 比热容 (J/kg·K) | |---|---|---|---| | 水 | 998 | 0.6 | 4182 | | 铝合金 | 2700 | 160 | 900 | ### **三、典型应用场景** 1. **电子散热**:芯片-散热器-气流耦合分析 2. **航空航天**:发动机叶片冷却系统(如薄膜冷却效率评估) 3. **能源设备**:核反应堆燃料棒热工水力分析 4. **生物医学**:血管支架血液流动与管壁传热 ### **四、最佳实践建议** 1. **网格要求** - 流体边界层:$y^+ \approx 1$,建议5层以上棱柱层网格 - 固体热边界层:网格尺寸满足 $\delta_s < \sqrt{\alpha t}$($\alpha$为热扩散率) 2. **收敛控制** - 监测界面热通量残差:$ \text{Res}_{q''} = \frac{ |q''_{fluid} - q''_{solid}| }{q''_{ref}} < 10^{-5} $ - 采用亚松弛因子:温度场松弛因子建议0.7-0.9 > **注**:CFD++的Metacomp Technologies官方案例库提供多个流固热耦合验证算例(如管壳式换热器振动分析),建议作为学习模板[^1]。 --- **
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