[發(fā)明專利]一種以氣動(dòng)為核心的多學(xué)科耦合分析系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011396136.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN112507453B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧風(fēng)順;王子維;江雄;郭永恒;肖中云;劉釩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心計(jì)算空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/17;G06F30/28;G06F9/451;G06F119/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰

1.一種以氣動(dòng)為核心的多學(xué)科耦合分析系統(tǒng)，其特征在于，包括客戶端與服務(wù)端，客戶端和服務(wù)端之間同過MIRROR科學(xué)計(jì)算中間件銜接；

客戶端，提供給用戶操作界面，包括通用圖形化用戶接口和學(xué)科耦合軟件操作界面；

服務(wù)端，包括公共庫(kù)、學(xué)科模塊插件、接口適配器以及耦合分析軟件；所述公共庫(kù)為多學(xué)科分析涉及的若干基礎(chǔ)功能的抽象集合；每個(gè)基礎(chǔ)功能以獨(dú)立的工具庫(kù)形式存在，供上層模塊調(diào)用；所述接口適配器用于實(shí)現(xiàn)公共庫(kù)接口與學(xué)科模塊輸入輸出接口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；所述學(xué)科模塊插件，將各學(xué)科分析模塊組織成插件的形式，用于組裝成耦合分析軟件，包括氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、噪聲、控制插件，學(xué)科模塊插件通過接口適配器調(diào)用公共庫(kù)，并編譯成獨(dú)立的插件；所述耦合分析軟件為根據(jù)所需求解問題調(diào)用特定學(xué)科模塊插件進(jìn)行問題求解的軟件，包括氣動(dòng)/結(jié)構(gòu)耦合軟件、氣動(dòng)/噪聲耦合軟件、氣動(dòng)/運(yùn)動(dòng)/控制耦合軟件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以氣動(dòng)為核心的多學(xué)科耦合分析系統(tǒng)，其特征在于，所述公共庫(kù)包括面面插值庫(kù)、面體插值庫(kù)、網(wǎng)格變形庫(kù)及重疊網(wǎng)格庫(kù)；

所述面面插值庫(kù)采用插值算法實(shí)現(xiàn)耦合計(jì)算時(shí)不同學(xué)科網(wǎng)格面上的氣動(dòng)力/位移數(shù)據(jù)交換；

所述面體插值庫(kù)采用插值算法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格面與空間網(wǎng)格之間的數(shù)據(jù)交換；

所述網(wǎng)格變形庫(kù)實(shí)現(xiàn)飛行器外形優(yōu)化設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)變形所需要的空間網(wǎng)格變形功能；

所述重疊網(wǎng)格庫(kù)實(shí)現(xiàn)空間重疊網(wǎng)格之間的插值關(guān)系計(jì)算，用于應(yīng)對(duì)復(fù)雜外形的網(wǎng)格生成和CFD分析。

3.一種以氣動(dòng)為核心的多學(xué)科耦合分析方法，基于權(quán)利要求1-2任一所述的多學(xué)科耦合分析系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟1、耦合要素分析；

步驟2、數(shù)據(jù)通信模式評(píng)估；

步驟3、接口適配器編寫；

步驟4、學(xué)科模塊插件化改造；

步驟5、耦合軟件研制；

步驟6、耦合分析計(jì)算；

所述耦合要素分析包括：分析待求解問題所涉及的學(xué)科，確定耦合策略；所述耦合策略包括松耦合與緊耦合；

所述步驟2具體為：進(jìn)行耦合策略的理論分析，估計(jì)耦合學(xué)科之間的數(shù)據(jù)通信的通信模式特點(diǎn)，涉及特點(diǎn)包括內(nèi)容、規(guī)模、頻率；

所述步驟6具體為：

a.用戶通過客戶端的圖形界面設(shè)置運(yùn)行和控制參數(shù)，觸發(fā)分析計(jì)算指令；

b.MIRROR科學(xué)計(jì)算中間件接收到上述指令后，通過內(nèi)置的作業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)，在高性能計(jì)算集群上提交計(jì)算任務(wù)；

c.服務(wù)端啟動(dòng)業(yè)務(wù)流程主程序執(zhí)行計(jì)算分析任務(wù)；MIRROR消息中間件實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)的完成進(jìn)度并反饋到客戶端的圖形界面中；

d.當(dāng)計(jì)算任務(wù)全部完成后，圖形界面向用戶發(fā)出提示信息，提醒用戶實(shí)施后續(xù)的相關(guān)處理操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以氣動(dòng)為核心的多學(xué)科耦合分析方法，其特征在于，所述步驟3具體為：根據(jù)耦合策略及通信模式，選擇對(duì)應(yīng)的公共庫(kù)，并編寫學(xué)科與對(duì)應(yīng)公共庫(kù)之間的接口適配器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以氣動(dòng)為核心的多學(xué)科耦合分析方法，其特征在于，所述步驟4具體為：?jiǎn)螌W(xué)科程序調(diào)用接口適配器，編譯為學(xué)科模塊插件。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以氣動(dòng)為核心的多學(xué)科耦合分析方法，其特征在于，所述步驟5具體為：設(shè)置耦合軟件參數(shù)界面；編寫業(yè)務(wù)流程主程序，由該主程序調(diào)用學(xué)科模塊插件完成耦合分析任務(wù)。