一种基于云计算平台的多物理场CAE系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于云计算平台的多物理场CAE系统，包括云客户端、云计算平台和云数据库；云客户端、云计算平台和云数据库之间通过网络进行数据通信。云客户端包括用户交互平台。云计算平台包括用于建立CAD模型CAD建模模块、用于将CAD模型划分为离散CAD后的网格数据模型的网格划分模块、用于设定多物理场参数模型的多物理场设定模块、用于进行有限元求解运算的有限元求解模块和用于对有限元求解模块计算的结果进行评价优化的结果优化评定模块。云数据库包括用户数据库和案例库。本发明专利技术在云计算平台上实现了多物理场CAE技术，为广大企业用户节约了成本，有效地利用了计算资源，大大降低了多物理场CAE技术的引入门槛。

【技术实现步骤摘要】
-种基于云计算平台的多物理场CAE系统
本专利技术涉及计算机辅助工程领域，特别是涉及一种基于云计算平台的多物理场 CAE系统。
技术介绍
现实工程中，有很多物理场，温度场、应力场、电场和磁场等等均属于物理场，而我 们要解决的许多问题是这些物理场的叠加问题，因为这些物理场直接是相互影响的。比如 炼钢的时候，温度高低会影响到应力的分布。 这种多个物理场相互叠加的问题叫做多场耦合问题，也是一种耦合。 随着计算机技术的迅速发展，在工程领域中，有限元分析FEA(Finite Element Analysis)越来越多地用于仿真模拟，以求解真实的工程问题。这些年来，越来越多的工程 师、应用数学家和物理学家已经证明这种采用求解偏微分方程FOE (Partial Differential Equations)的方法可以求解许多物理现象，这些偏微分方程可以用来描述流动、电磁场以 及结构力学等等。有限元方法用来将这些众所周知的数学方程转化为近似的数字式图像。 早期的CAE (Computer Aided Engineering)技术主要关注于某个专业领域，比如应 力、温度、电场或磁场等等，但是，一般来说，物理现象都不是单独存在的，例如，只要运动就 会产生热，而热反过来又会影响一些材料属性，如电导率、化学反应速率、流体的粘性等等。 这种无理系统的耦合就是多物理场，分析起来比单独去分析一个物理场要复杂的多。很明 显，我们现在需要一个多物理场的CAE分析工具。 多物理场CAE技术对工程结构与产品的性能及其生产加工过程进行分析、模拟、 预测、评价和优化，是所谓的虚拟制造、数字化制造的核心技术，对于制造业和国民经济 的繁荣发展具有举足轻重的作用：多物理场CAE技术增加了设计功能，研发者借助计算机 的分析计算，确保了产品设计的合理性，减少了设计的成本；研发者使用多物理场CAE技 术，缩短了设计和分析的循环周期；多物理场CAE技术采用优化设计，找出了产品设计的最 佳方案，降低材料的消耗或成本；多物理场CAE技术在产品制造或工程施工前预先发现潜 在的问题；多物理场CAE技术可以模拟各种实验方案，减少实验时间和经费；多物理场CAE 技术还可进行机械事故的分析，便于查找事故原因。因此，多物理场CAE技术的应用服务和 策略咨询将会在未来几年里得到迅速发展。 传统模式下的企业多物理场CAE设计，企业需要自行购买和搭建多物理场CAE软、 硬件基础设施，聘请专业的人员才可以实施，即企业必须自行构建信息处理能力。由此不难 看出，传统模式下企业多物理场CAE的实施是一个漫长的过程，并且在搭建完成以后，还需 要进行长期的系统维护和机房维护工作，这也就引起了诸多的问题，例如：系统造价高、门 槛高、使用率低、维护成本高等等。 目前，多物理场CAE系统的使用者基本上都是专家，而且一般使用者都需要数年 甚至数十年的摸索和经验积累才能达到用好的目标，因此，多物理场CAE技术也被称为 只有博士才能使用的技术。这就对使用多物理场CAE技术的企业人才提出了很高的要求， 往往使大多数实力一般的公司望而却步。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于云计算平台的多 物理场CAE系统，用于解决现有技术中多物理场CAE系统造价过高、企业多物理场CAE设计 门槛高、多物理场CAE系统对操作者要求高以及多物理场CAE系统维护成本高等问题。 为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于云计算平台的多物理场 CAE系统，包括：云计算平台、云客户端和云数据库；所述云客户端、所述云计算平台和所述 云数据库之间通过网络进行数据通信； 所述云客户端包括用户交互平台，所述用户交互平台用于输入用户登陆信息和案 例信息、查看所述云计算平台的计算结果； 所述云计算平台包括CAD建模模块、网格划分模块、有限元求解模块、多物理场设 定模块和结果优化评定模块；所述CAD建模模块用于建立CAD模型；所述网格划分模块用 于将所述CAD模型划分为离散CAD后的网格数据模型；所述多物理场设定模块用于设定多 物理场参数模型；所述有限元求解模块用于根据所述有限元模型和所述多物理特征参数模 型进行有限元求解运算；所述结果优化评定模块用于对所述有限元求解模块计算的结果进 行评价优化。 优选地，所述案例信息包括几何特征数据和多物理场特征参数数据。 优选地，所述CAD建模模块是根据所述几何特征数据建立所述CAD模型。 优选地，用户通过所述用户交互平台查看和确认所述CAD模型。 优选地，所述网格划分模块是按照有限元方法对所述CAD模型进行网格划分的。 优选地，所述多物理场设定模块根据所述用户交互平台输入的所述多物理场特征 参数数据设定多物理场参数模型。 优选地，所述结果优化评定模块将所述有限元求解模块的计算结果可视化并生成 运算结果报告；用户通过所述用户交互平台读取所述运算结果报告。 优选地，所述云数据库包括用户数据库和案例库；所述用户数据库用于存储用户 登陆信息以及CAE设计记录；所述案例库用于存储所述云计算平台的计算结果。 优选地，所述用户登陆信息包括用户名、密码和用户权限。 优选地，所述案例库还包括专家库，所述专家库是针对当前用户的所有模型进行 管理而形成的；且是用户根据自身的所述用户权限来使用的。 如上所述，本专利技术的基于云计算平台的多物理场CAE系统不需企业自行购买软、 硬件基础设备，也不需要专门聘请专职技术人员，只需要在线提交需求及模型参数，利用本 专利技术基于云计算平台的多物理场CAE系统，即可完成建模、前处理、核心求解和结果输出等 一系列的工作，再反馈给客户，客户可根据具体的情况进行指导、优化和改进。并且，本专利技术 的基于云计算平台的多物理场CAE系统为CAE技术在云计算平台的实现和普及，奠定了一 定的基础，同时为广大企业用户节约了成本，并可以和各地超算平台结合，更有效地利用计 算资源，节约了软、硬件的采购成本以及维护成本，大大降低了 CAE技术的引入门槛。 【附图说明】 图1显示为本专利技术的基于云计算平台的多物理场CAE系统的结构示意图。 图2显示为本专利技术的基于云计算平台的多物理场CAE系统的多物理场CAE求解交 互过程示意图。 元件标号说明 1 基于云计算平台的多物理场CAE系统 11 云客户端 111 用户交互平台 12 云计算平台 121 CAD建模模块 122 网络划分模块 123 多物理场设定模块 124 有限元求解模块 125 结果优化评定模块 13 云数据库 131 用户数据库 132 案例库 S21 ?S28 步骤 【具体实施方式】 以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施 例中的特征可以相互组合。 需要说明的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于云计算平台的多物理场CAE系统，其特征在于，包括：云计算平台、云客户端和云数据库；所述云客户端、所述云计算平台和所述云数据库之间通过网络进行数据通信；所述云客户端包括用户交互平台，所述用户交互平台用于输入用户登陆信息和案例信息、查看所述云计算平台的计算结果；所述云计算平台包括CAD建模模块、网格划分模块、有限元求解模块、多物理场设定模块和结果优化评定模块；所述CAD建模模块用于建立CAD模型；所述网格划分模块用于将所述CAD模型划分为离散CAD后的网格数据模型；所述多物理场设定模块用于设定多物理场参数模型；所述有限元求解模块用于根据所述有限元模型和所述多物理特征参数模型进行有限元求解运算；所述结果优化评定模块用于对所述有限元求解模块计算的结果进行评价优化。

【技术特征摘要】
1. 一种基于云计算平台的多物理场CAE系统，其特征在于，包括：云计算平台、云客户 端和云数据库；所述云客户端、所述云计算平台和所述云数据库之间通过网络进行数据通 信； 所述云客户端包括用户交互平台，所述用户交互平台用于输入用户登陆信息和案例信 息、查看所述云计算平台的计算结果； 所述云计算平台包括CAD建模模块、网格划分模块、有限元求解模块、多物理场设定模 块和结果优化评定模块；所述CAD建模模块用于建立CAD模型；所述网格划分模块用于将 所述CAD模型划分为离散CAD后的网格数据模型；所述多物理场设定模块用于设定多物理 场参数模型；所述有限元求解模块用于根据所述有限元模型和所述多物理特征参数模型进 行有限元求解运算；所述结果优化评定模块用于对所述有限元求解模块计算的结果进行评 价优化。2. 根据权利要求1所述的基于云计算平台的多物理场CAE系统，其特征在于，所述案例 信息包括几何特征数据和多物理场特征参数数据。3. 根据权利要求2所述的基于云计算平台的多物理场CAE系统，其特征在于，所述CAD 建模模块是根据所述几何特征数据建立所述CAD模型。4. 根据权利要求3所述的基于云计算平台的多物理场CAE系统，其特征在于，用户通过 所述用户交互平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：周少林，梁琳，
申请(专利权)人：上海中仿计算机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31