[發明專利]一種云計算下的CAE海量數據輕量化方法

有效

• 申請號: 201710387709.5
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107247833B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 廖敦明;孫飛;陳濤;凌東鑫;薛冰洋;曹流
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發明屬于數據處理領域，并公開了一種云計算下的CAE海量數據輕量化方法。該方法包括下列步驟：(1)將待處理的CAE初始幾何模型采用邊坍塌粗化算法減少該模型中網格的數量，從而得到所需的粗化模型；(2)在所述粗化模型的基礎上，按照相應表達式計算粗化模型待映射的物理場。通過本發明，可以減少CAE數據在顯示時的大量冗余信息，并將大量原始CAE信息以更快的速度傳送給用戶，保證了瀏覽器渲染時的高效性，兼顧了速度與性能，有利于提高用戶的分析效率。

技術領域

本發明屬于數據處理領域，更具體地，涉及一種云計算下的CAE數據輕量化方法。

背景技術

計算機數值模擬仿真(常稱為CAE)所涉及的數據量大，特別是CAE的結果數據往往是海量的，文件體積非常大，單個時間步的物理場文件就有幾十MB、幾百MB甚至幾個GB的大小，如此大的文件，如何實現它的快速可視化就成為了一項重要任務。

在使用傳統CAE軟件時，研究人員為了方便對CAE結果進行可視化分析，通常采取減少輸出物理量、降低輸出結果精度、降低分辨率、減少輸出的時間步、甚至降低數據的維度等措施來降低結果文件的大小，這樣雖然有利于可視化顯示，但卻導致無法直接得到真實的三維結果數據，影響了研究人員使用數值模擬技術的準確性；然而，對于基于云計算的CAE而言，除了上述的CAE結果文件的體積龐大之外，還有一個更關鍵的問題，那就是CAE數據的接收是通過互聯網來實現，數據的顯示一般是在Web瀏覽器上，這就要求CAE的數據傳送與顯示必須簡單快捷，具備輕量化的特點，但是，受到網絡帶寬以及Web瀏覽器性能的影響，如果將所有的原始CAE數據傳送給客戶端Web瀏覽器，勢必會造成用戶的長時間等待，同時還會造成瀏覽器的卡頓甚至直接崩潰，不利于研究人員的CAE結果的分析，影響用戶的使用體驗。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種云計算下的CAE海量數據輕量化方法，通過邊坍塌粗化算法減少CAE幾何模型中網格的數量，由此解決CAE數據龐大的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種云計算下的CAE海量數據輕量化方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(1)采用邊坍塌粗化算法將待處理的CAE初始幾何模型不斷粗化，用于減少該模型中網格的數量，直至粗化后的模型產生的總體坍塌代價滿足預設要求，該滿足要求的模型為所需的粗化模型，其中，所述總體坍塌代價F(e)是粗化后模型體積和形狀的變化，其按照下列表達式來計算，f(V)為邊的體積代價，f(ε)為邊的形狀代價，k_V為體積代價權值，k_ε為局部形狀代價權值，

F(e)＝k_Vf(V)+k_εf(ε)；

(2)所述所需的粗化模型待映射的物理場T按照下列表達式計算，其中，P為待求的對象節點，n為在半徑為r的球體內部粗化模型的節點數，l_i為第i個節點到P點的距離，T_i為第i個節點的物理場，i為1～n之間的任意正整數，r為任意給定值，

進一步優選地，所述待處理的CAE初始幾何模型是三角形的面片模型。

進一步優選地，在步驟(1)中，所述邊坍塌粗化算法中使用二次測量準則計算坍塌頂點的位置。

進一步優選地，所述二次測量準則中優選采用通過計算能量泛函的最小值實現。

進一步優選地，在步驟(2)中，所述物理場為標量場或矢量場，標量場包括溫度或濃度，矢量場包括速度、應力或應變。

進一步優選地，計算所需映射的物理場T之前，需要進行下列步驟：

(I)將所述粗化模型的坐標系轉化到計算坐標系中；