Hi-key DeSims數(shù)值試驗(yàn)平臺(tái)及案例介紹

1、Hi-key DeSims數(shù)值試驗(yàn)平臺(tái)及案例介紹目錄數(shù)值風(fēng)洞國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況數(shù)值試驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介架構(gòu)與具體功能如何實(shí)施應(yīng)用案例數(shù)值風(fēng)洞國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況虛擬風(fēng)洞(Virtual Wind Tunnel)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和環(huán)境數(shù)值風(fēng)洞(Numerical Wind Tunnel)高性能計(jì)算機(jī)高性能計(jì)算技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理CFD軟件系統(tǒng)前處理軟件求解器后處理軟件數(shù)值風(fēng)洞國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況線化模型非線性無(wú)粘流動(dòng)模型(Euler模型)雷諾平均Naivier-Stokes粘性流動(dòng)模型(RANS模型)大渦模擬(Large Eddy Simulation，LES)直接數(shù)值模擬(Direct Numerical Simulation

2、，DNS)CFD模擬數(shù)值風(fēng)洞第三代數(shù)值風(fēng)洞美國(guó)VWTNASA1991年基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的大型數(shù)值仿真系統(tǒng)，通過(guò)SGI圖形工作站產(chǎn)生流場(chǎng)景象，用戶利用BOOM觀察設(shè)備和數(shù)據(jù)手套與虛擬流場(chǎng)景象進(jìn)行交互分布式虛擬風(fēng)洞應(yīng)用到NASA Ames Research Center, NASA Langley Research Center, and NASA Goddard Space Flight Center數(shù)值風(fēng)洞國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況美國(guó)VWTNASA1991年基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的大型數(shù)值仿真系統(tǒng)，通過(guò)SGI圖形工作站產(chǎn)生流場(chǎng)景象，用戶利用BOOM觀察設(shè)備和數(shù)據(jù)手套與虛擬流場(chǎng)景象進(jìn)行交互分布式虛擬風(fēng)洞應(yīng)用到N

3、ASA Ames Research Center, NASA Langley Research Center, and NASA Goddard Space Flight Center日本NWT日本國(guó)家宇宙航空技術(shù)研究所 NAL1993年第三代數(shù)值仿真系統(tǒng)，中央數(shù)值仿真系統(tǒng)(Central Numerical Simulation System,CeNSS)己成功應(yīng)用于日本高超聲速運(yùn)輸機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)、直升機(jī)旋翼/機(jī)身干擾和噪音分析、可重復(fù)使用天地往返飛行器氣動(dòng)力/熱防護(hù)等研制任務(wù)數(shù)值風(fēng)洞國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況美國(guó)VWTNASA1991年基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的大型數(shù)值仿真系統(tǒng)，通過(guò)SGI圖形工作站產(chǎn)生流場(chǎng)景象，

4、用戶利用BOOM觀察設(shè)備和數(shù)據(jù)手套與虛擬流場(chǎng)景象進(jìn)行交互分布式虛擬風(fēng)洞應(yīng)用到NASA Ames Research Center, NASA Langley Research Center, and NASA Goddard Space Flight Center日本NWT日本國(guó)家宇宙航空技術(shù)研究所 NAL1993年第三代數(shù)值仿真系統(tǒng)，中央數(shù)值仿真系統(tǒng)(Central Numerical Simulation System,CeNSS)己成功應(yīng)用于日本高超聲速運(yùn)輸機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)、直升機(jī)旋翼/機(jī)身干擾和噪音分析、可重復(fù)使用天地往返飛行器氣動(dòng)力/熱防護(hù)等研制任務(wù)國(guó)內(nèi)各研究所和高校近10多年來(lái)我國(guó)CFD在

5、飛機(jī)行業(yè)的應(yīng)用，基本上是基于Euler無(wú)粘流動(dòng)模型，目前正在應(yīng)用RANS模型尚未進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的研究，只有零散的實(shí)踐，在技術(shù)基礎(chǔ)上尚有差距，但也具備了十分可貴的啟動(dòng)條件某所已建成第一座高超聲速數(shù)值風(fēng)洞數(shù)值風(fēng)洞國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況平臺(tái)簡(jiǎn)介Hi-key DeSims數(shù)值試驗(yàn)平臺(tái)主要是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品仿真流程化及數(shù)據(jù)管理功能，解決各個(gè)設(shè)計(jì)單位在信息化建設(shè)中的數(shù)值風(fēng)洞、數(shù)值水池、多學(xué)科分析平臺(tái)等系統(tǒng)建設(shè)問(wèn)題。仿真流程化與自動(dòng)化，定制用戶自己的專業(yè)界面，集成前處理、求解器（自研軟件、商業(yè)軟件）、后處理等模塊，并針對(duì)業(yè)務(wù)流程制定仿真模板，規(guī)范用戶仿真分析流程并實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化運(yùn)行。數(shù)據(jù)管理，將版本數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)

6、據(jù)、軟件最佳設(shè)置等進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)版本追溯、數(shù)據(jù)對(duì)比、工程經(jīng)驗(yàn)積累傳承。開(kāi)放接口，用于可自己添加前處理、求解器及后處理模塊，并可自定義仿真流程，添加方式簡(jiǎn)單靈活；可與PDM/TDM等其他工具進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)仿真數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用。Hi-key DeSims數(shù)值試驗(yàn)平臺(tái)的定位可用于航空、航天、船舶、兵器、核工業(yè)等領(lǐng)域的仿真、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)等相關(guān)部門(mén)。平臺(tái)架構(gòu)業(yè)務(wù)功能平臺(tái)具體功能數(shù)據(jù)管理功能應(yīng)用平臺(tái)架構(gòu)云平臺(tái)計(jì)算管理計(jì)算管理功能特點(diǎn)本地計(jì)算：普通PC機(jī)器，可在本地直接自動(dòng)調(diào)用計(jì)算。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算：高性能計(jì)算工作站，以Web形式提供作業(yè)計(jì)算服務(wù)。LSF計(jì)算：高性能計(jì)算集群，通過(guò)LSF提供的接口完成計(jì)算任務(wù)。根

7、據(jù)計(jì)算模型規(guī)模，結(jié)合軟硬件基礎(chǔ)建設(shè)情況，選擇合適的方式，調(diào)用CAE求解器進(jìn)行計(jì)算。典型功能模塊計(jì)算管理功能特點(diǎn)計(jì)算軟件的界面可以隱藏、外掛或者內(nèi)嵌可對(duì)本地各個(gè)計(jì)算軟件進(jìn)行統(tǒng)一靈活地配置、管理和驅(qū)動(dòng)艙室噪聲預(yù)報(bào)-本地計(jì)算焊接變形預(yù)報(bào)-本地計(jì)算計(jì)算管理功能特點(diǎn)服務(wù)器的計(jì)算軟件可進(jìn)行統(tǒng)一配置、管理客戶端以Web形式提交、瀏覽計(jì)算任務(wù)客戶端上傳文件服務(wù)器求解計(jì)算下載結(jié)果文件計(jì)算流程服務(wù)器配置計(jì)算管理功能特點(diǎn)高性能服務(wù)器配置計(jì)算任務(wù)的提交與執(zhí)行計(jì)算任務(wù)狀態(tài)的監(jiān)控下載計(jì)算結(jié)果文件客戶端提交計(jì)算任務(wù)服務(wù)器(高性能計(jì)算集群)求解計(jì)算客戶端下載結(jié)果文件計(jì)算流程服務(wù)器配置業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)方案主要業(yè)務(wù)功能1多體分離仿真

8、流程主要業(yè)務(wù)功能1生成網(wǎng)格非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格笛卡爾網(wǎng)格生成網(wǎng)格嵌套關(guān)系重疊網(wǎng)格技術(shù)彈性網(wǎng)格技術(shù)6-DOF動(dòng)力學(xué)方程三方向力三方向力矩主要業(yè)務(wù)功能1、2主要業(yè)務(wù)功能1輸入?yún)?shù)主要業(yè)務(wù)功能1輸出參數(shù)主要業(yè)務(wù)功能2旋翼氣動(dòng)力分析流程主要業(yè)務(wù)功能2旋翼網(wǎng)格單塊網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)網(wǎng)格嵌套網(wǎng)格嵌套網(wǎng)格背景笛卡爾網(wǎng)格圍繞槳葉表面生成的正交貼體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格主要業(yè)務(wù)功能2主要業(yè)務(wù)功能2輸入?yún)?shù)主要業(yè)務(wù)功能2輸出參數(shù)主要業(yè)務(wù)功能3、4主要業(yè)務(wù)功能3輸入?yún)?shù)主要業(yè)務(wù)功能3輸出參數(shù)主要業(yè)務(wù)功能4主要業(yè)務(wù)功能4雙層網(wǎng)格壁面與激波之間布置很密的網(wǎng)格激波以外的遠(yuǎn)場(chǎng)空間采用稀疏網(wǎng)格嵌套網(wǎng)格自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)(AMR)首先使用較為稀疏的網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算對(duì)壓

9、力梯度大的區(qū)域進(jìn)行局部加密網(wǎng)格主要業(yè)務(wù)功能4輸入?yún)?shù)主要業(yè)務(wù)功能4輸出參數(shù)主要業(yè)務(wù)功能5、6主要業(yè)務(wù)功能5氣彈分析流程中的數(shù)據(jù)交換主要業(yè)務(wù)功能5熱氣彈分析流程中的數(shù)據(jù)交換主要業(yè)務(wù)功能5輸入?yún)?shù)主要業(yè)務(wù)功能5輸出參數(shù)主要業(yè)務(wù)功能6機(jī)動(dòng)飛行的動(dòng)態(tài)流動(dòng)特性仿真流程與多體分離流動(dòng)分析流程類(lèi)似，涉及運(yùn)動(dòng)物體及變化的來(lái)流條件。主要業(yè)務(wù)功能6輸入?yún)?shù)主要業(yè)務(wù)功能6輸出參數(shù)數(shù)據(jù)管理技術(shù)框架圖數(shù)采與平臺(tái)監(jiān)控大數(shù)據(jù)采集層需要實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)化的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化的文本、日志、音頻、視頻等海量數(shù)據(jù)的采集與上傳任務(wù)。海基大數(shù)據(jù)平臺(tái)基于分布式框架開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，架構(gòu)清晰、部署簡(jiǎn)單，收集的數(shù)據(jù)類(lèi)型廣泛，具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性；能

10、完成每秒數(shù)百M(fèi)B的海量數(shù)據(jù)的采集與傳輸需求。數(shù)據(jù)管理功能數(shù)據(jù)可視化功能數(shù)據(jù)管理動(dòng)態(tài)建庫(kù)集成數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)集成是集成的基礎(chǔ)。建立支持?jǐn)?shù)據(jù)集成的集成數(shù)據(jù)模型是集成的首要任務(wù)。集成數(shù)據(jù)模型中考慮人員、設(shè)計(jì)活動(dòng)、活動(dòng)所使用和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及軟硬件資源、約束條件、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)等各種數(shù)據(jù)要素。組織模型過(guò)程模型數(shù)據(jù)流模型產(chǎn)品模型集成數(shù)據(jù)模型內(nèi)容文檔模型資源模型約束模型知識(shí)模型特點(diǎn)（解決的問(wèn)題）消除信息孤島進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化管理有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享交換和傳遞數(shù)據(jù)管理功能數(shù)據(jù)可視化功能數(shù)據(jù)管理動(dòng)態(tài)建庫(kù)集成數(shù)據(jù)模型結(jié)合具體的設(shè)計(jì)流程，自行創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建。可對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型進(jìn)行靈活的擴(kuò)展，以適應(yīng)

11、設(shè)計(jì)流程的變更。特點(diǎn)（解決的問(wèn)題）應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)流程及數(shù)據(jù)的變更，動(dòng)態(tài)生成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，避免靜態(tài)建庫(kù)帶來(lái)的問(wèn)題。集成數(shù)據(jù)模型靈活可擴(kuò)展。支持基本數(shù)據(jù)類(lèi)型支持?jǐn)?shù)組支持自定義數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)據(jù)管理功能數(shù)據(jù)可視化功能數(shù)據(jù)管理動(dòng)態(tài)建庫(kù)集成數(shù)據(jù)模型特點(diǎn)（解決的問(wèn)題）可按照用戶的工作習(xí)慣或約定思路進(jìn)行數(shù)據(jù)展現(xiàn)及數(shù)據(jù)溯源。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面規(guī)范管理。數(shù)據(jù)展現(xiàn)數(shù)據(jù)追溯版本控制權(quán)限控制數(shù)據(jù)管理功能數(shù)據(jù)可視化功能數(shù)據(jù)管理動(dòng)態(tài)建庫(kù)集成數(shù)據(jù)模型曲線云圖表格虛擬現(xiàn)實(shí)大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)-模型海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)分布式文件系統(tǒng)海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)分布式文件系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)大規(guī)模計(jì)算智能分析分布式并行計(jì)算系統(tǒng)數(shù)據(jù)

12、挖掘語(yǔ)義搜索基于Hadoop平臺(tái)構(gòu)建采用Hadoop平臺(tái)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和深度挖掘用戶行為日志BOSS話單 MAP/REDUCE分布式計(jì)算智能分析上層界面基于API/HIVE快速查詢信息多節(jié)點(diǎn)部署，SCALE OUT 擴(kuò)展分布式存儲(chǔ)，入庫(kù)很快，400MB/s吞吐能力總體擁有成本低，包括硬件、軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)優(yōu)化服務(wù)大數(shù)據(jù)表Desims SOA整體架構(gòu)圖EnterpriseDesimsWeb Services Layer Enterprise Service Bus（數(shù)據(jù)傳輸層） PDMTDM局域網(wǎng)計(jì)算服務(wù)器軟件虛擬化服務(wù)器Desims rich client(Sim-connector)Des

13、ims thin client(IE6+)Desims rich client(Sim-tools)Process ServerWeb Application Server大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)Hadoop架構(gòu)關(guān)系型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)Oracle集群Component Frameworkofficevedioimagetable企業(yè)計(jì)算云Simcloud仿真適配器仿真小工具IE瀏覽器基于面向服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)（SOA)構(gòu)建如何實(shí)施需求調(diào)研方案設(shè)計(jì)實(shí)施開(kāi)發(fā)總結(jié)交付功能測(cè)試實(shí)施團(tuán)隊(duì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)測(cè)試團(tuán)隊(duì)管理團(tuán)隊(duì)質(zhì)量管理資源協(xié)調(diào)進(jìn)度跟蹤保密監(jiān)督需求技術(shù)可行性調(diào)研設(shè)計(jì)方案實(shí)施計(jì)劃研發(fā)計(jì)劃技術(shù)路線應(yīng)用平臺(tái)搭建功能開(kāi)發(fā)完善改進(jìn)修復(fù)缺陷系

14、統(tǒng)測(cè)試 軟件/說(shuō)明書(shū)/文檔實(shí)施隊(duì)伍CAE團(tuán)隊(duì)黃宏艷秦超晉李吉張吉健焦雯研發(fā)團(tuán)隊(duì)蔣遠(yuǎn)斌劉俊榜郭莉萍龔偉高錦焱閆正鵬測(cè)試團(tuán)隊(duì)胡春磊任君崗 尹琦霍恩喜管理團(tuán)隊(duì)魏隨利陳辰黃宏艷實(shí)施步驟及計(jì)劃需求調(diào)研技術(shù)可行性分析設(shè)計(jì)方案實(shí)施計(jì)劃技術(shù)路線功能開(kāi)發(fā)/測(cè)試平臺(tái)搭建系統(tǒng)測(cè)試修復(fù)缺陷完善改進(jìn)總結(jié)交付2015.82015.92015.102015.112016.112016.92016.72015.122017.22017.52017.6演示案例定制典型案例典型案例飛行器彈性載荷設(shè)計(jì)系統(tǒng)*CFD模擬自動(dòng)化集成平臺(tái)典型案例典型案例燃油系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)典型案例燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)-仿真管理平臺(tái)典型案例*Flowmaster熱流體系統(tǒng)仿真集成定制典型案例典型案例為支持某重點(diǎn)型號(hào)設(shè)計(jì)任務(wù)，建立多學(xué)科仿真平臺(tái)。支持包括水動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、姿控、彈道、動(dòng)力學(xué)等學(xué)科，涵蓋從總體到局部共計(jì)24個(gè)仿真模型。