CFD 培训
TesboCFD 专业 OpenFOAM 与 GPU CFD 培训课程
GPU 加速 CFD 实战 — 从零手写全场 GPU 求解器
15 次课亲手写下每一个 CUDA kernel，把不可压缩流动求解器从纯 CPU 逐步改造为全场 GPU offload、场常驻显存的版本，当堂逐点对拍 CPU 到机器精度，在百万网格上做出比 CPU 快百倍量级的求解器。
手写 CUDA 内核
从 SAXPY 起步，亲手写 LDU 稀疏矩阵-向量乘（SpMV）、共享内存树形归约、Jacobi 预条件共轭梯度（PCG）——每个都对拍 CPU 到机器精度。
全场 GPU offload
把梯度、通量（Rhie-Chow）、动量组装、PISO 修正、边界条件与场常驻显存全部搬上 GPU，让整个时间步不再回到 CPU。
撞穿 Amdahl 天花板
先只把线性求解搬上 GPU，实测整体只快一点点；再用全场 offload 一举突破，冲上百倍加速——配合 Nsight 剖析与 SoA 访存优化。
你将学到什么
- 1CUDA 线程与显存模型、主机-设备传输与计时、RAII 显存管理
- 2结构化网格 Mesh2D 与有限体积几何量（Sf / V / deltaCoeff / owner-neighbour）
- 3LDU 稀疏格式与 GPU SpMV（对角步 + 非对角 atomicAdd）
- 4共享内存树形归约与点积、Jacobi 预条件共轭梯度 PCG
- 5场常驻显存 GpuState 设计与 PISO 时间循环骨架
- 6Gauss 梯度、面通量与 Rhie-Chow 插值防棋盘振荡
- 7动量矩阵组装（迎风对流 + 正交扩散 + Euler ddt）、压力 Poisson 与速度/通量修正
- 8几何多重网格压力求解（网格无关收敛）、方腔 Re=100 对拍 Ghia (1982) 基准、Amdahl 天花板对比与三方性能报告
前置要求
熟悉 C++、跑过基础 OpenFOAM 算例、了解有限体积法与不可压缩 Navier-Stokes。必须自备 NVIDIA GPU 设备（本机或可访问的服务器/云主机）——本课为现场编码、当堂在 GPU 上运行验证，无 NVIDIA GPU 无法完成实操。需预装 CUDA Toolkit 与 OpenFOAM（开课前提供环境搭建指南）。无需 CUDA 经验，从零教起。
文中加速倍数为教学环境下的实测架构吞吐对比（同网格、同格式、同设置），非受控数值基准；求解器均各自独立通过正确性验证。
OpenFOAM 底层源码剖析与 C++ 高级实践
从通用 CFD 软件/工业软件设计角度切入。手撕代码、类图、关系图、代码指向，逐一击破底层设计难点。成为 OpenFOAM 代码专家的必经之路。
C++ 高级深入
虚函数与多态、工厂模式与 RTS、CRTP、智能指针、观察者模式、模板元编程——从 OpenFOAM 的工程需求出发，深入理解每一个 C++ 高级技法。
OpenFOAM 底层架构
objectRegistry、GeometricField、patch 系统、ddt/div 离散、thermo 架构——逐层拆解 OpenFOAM 的核心设计，从黑箱到透明。
前沿新技术
Claude + OpenFOAM 编程、AI 与 CFD 结合、CUDA 与 GPU 计算、4 阶 Runge-Kutta 求解耦合方程、深度学习框架介绍。
课程核心内容
- 1构造函数、虚函数、多态机制
- 2objectRegistry 对象注册与生命周期
- 3工厂模式与运行时选择表 (RTS)
- 4autoPtr 与 tmp 智能指针体系
- 5CRTP、观察者模式、friend 与 mutable
- 6patch 系统与边界条件设计
- 7函数指针、explicit、static/extern
- 8GeometricField 完整数据结构
- 9typedef 与可变参数宏 (VA_ARGS)
- 10ddt / div 离散算子实现
- 11作用域解析运算符深层用法
- 12thermo 热物理模型架构
适合谁
- 想提升 C++ 能力，从"能用"到"精通"
- 想独立看懂 OpenFOAM 底层源码与设计
- 想掌握独立开发能力，成为 OpenFOAM 独立开发者
- CFD / OpenFOAM / 编程热爱者
新增 Features
- 如何使用 Claude 进行 OpenFOAM 编程
- AI 与 CFD 结合：CFD 深度学习框架介绍
- 4 阶 Runge-Kutta 法求解速度-压力耦合
- 深度学习与 CFD
- CUDA 编程与 GPU 计算模型
- 耦合式算法与架构设计
150 页讲义，一本一印，唯一编号。课后永久答疑讨论。
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