基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法技术

本发明专利技术提供一种基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法，该方法基于Web技术，提供统一便捷且可视化的OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面和API通信接口，为多用户使用场景提供CFD计算任务创建和管理机制，用户无需掌握服务器远程登录及操作技能、无需了解OpenFOAM计算细节，显著降低了建筑CFD辅助设计过程中OpenFOAM应用的操作难度；该方法还通过CFD多任务管理程序，实现无人值守，避免了人工监控和错误处理不及时造成的资源浪费；通过自动分配计算资源，避免多用户使用时的资源竞争导致效率降低；充分发挥出计算服务器多核心的高性能并行计算能力，保持服务器能持续、高效地进行建筑工程CFD分析工作，为CFD批量自动计算提供了新的技术手段。量自动计算提供了新的技术手段。量自动计算提供了新的技术手段。

【技术实现步骤摘要】
基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法


[0001]本专利技术属于建筑工程数字化CFD软件开发领域，具体涉及一种基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法。

技术介绍

[0002]在建筑行业数字化转型大背景下，土木领域的绿色建筑评估和超限复杂建筑抗风分析等工程需求对流体力学分析工具要求越来越高。计算流体力学(CFD)软件OpenFOAM因其开源、强大可扩展性以及对免费并行算法支持，现已成为国内外主要的通用计算流体力学CFD软件之一。该软件基于开源操作系统Linux和C++语言开发，可以求解工程中遇到的可压缩、不可压缩、层流、湍流、多相流以及浮力热力作用驱动等多流场分析问题，具有自由可定制、网格自动划分以及大规模并行计算免费无限制等优点，在建筑热流体工程分析方面具有广阔的应用前景。
[0003]然而，OpenFOAM开源CFD算法应用于当前建筑工程辅助设计领域仍存在以下不足：1)该软件缺少可视化图形界面，所有网格以及计算参数配置均在脚本文件中完成，软件操作效率低，难以和一般CAD设计软件对接；2)熟练该软件需要用户掌握Linux开源操作系统、C++程序语言和计算流体力学基础知识，对于一般工程设计人员来说使用难度大；3)该软件的所有配置均需要手动配置，各项配置相互关联，需要联动和同时修改才能顺利执行，用户手工操作无法自动完成错误检查，容易发生遗漏。
[0004]随着云计算资源日益丰富以及计算成本降低，利用云服务器开展CFD高效并行计算成为目前大型复杂工程领域普遍的做法。目前国内上海超级计算中心以及广州“天河二号”服务器等在云端服务器部署了Fluent、Star CCM+等商业软件，用户通过安装本地SSH或VNC客户端软件远程桌面登录服务器操作CFD计算任务。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对目前建筑工程领域OpenFOAM进行CFD流体分析任务存在的不足，提出了一种基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法，为OpenFOAM计算分析提供CFD任务管理和后处理可视化技术。任务管理技术可根据任务要求，分配计算机资源，并控制并行任务数量，避免多用户同时使用时造成的云计算资源争夺问题，还能记录命令执行状态和程序输出结果，可实现自动监听、批量CFD计算并通过API返回执行状态。
[0006]本专利技术基于Web技术为开源CFD软件OpenFOAM开发了API通信接口，实现了基于浏览器的CFD任务管理可视化技术，该技术无需用户远程访问操作系统和命令行界面，利用网页浏览器技术为OpenFOAM提供OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化功能，并可利用云计算资源为CFD并行计算加速，降低了开源OpenFOAM算法的使用门槛，提高了这类开源CFD软件在建筑工程辅助设计领域的计算分析效率。
[0007]本专利技术提供的技术方案如下：
[0008]一种基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法，包括以下步骤：
[0009]S1、基于Web技术开发API通信接口，该接口程序部署在服务端中，负责接收客户端提交的模型文件、配置文件和任务信息；
[0010]S2、开发OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面，该界面通过调用API通信接口实现可视化的OpenFOAM计算任务管理，包括任务上传、状态识别以及结果下载；
[0011]S3、服务端接收并保存API通信接口传来的计算模型、配置文件和任务信息；
[0012]S4、服务端启动任务管理程序，任务管理程序通过API通信接口获取待处理任务，并检测服务端闲置计算资源以判断是否满足计算任务的需求；若是，则开始计算；若否，则等待计算资源足够后再开始计算；
[0013]S5、根据任务类型，启动工作进程，调用不同的OpenFOAM计算流程执行对应的计算任务，并整理、提取计算结果；
[0014]S6、客户端通过API通信接口在OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面操作并查看结果。
[0015]进一步地，服务端包括云服务器Linux系统。
[0016]进一步地，API通信接口还负责接收客户端发送的指令并按指令完成创建计算任务、查询计算任务状态，查询任务执行日志、查询计算服务器的可用资源，下载计算结果。
[0017]进一步地，基于HTML、Javascript技术开发OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面。
[0018]进一步地，OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面用于查询客户端数据提交状态，并通过点击该操作界面的计算指令以启动服务端的OpenFOAM计算。
[0019]进一步地，OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面位于客户端的浏览器中。
[0020]进一步地，服务端将API通信接口传来的计算模型、配置文件和任务信息分类保存在服务端的前处理几何文件数据库、CFD算例文件数据库以及CFD后处理结果文件数据库。
[0021]进一步地，任务管理程序读取各计算服务器的CPU核心数和正在执行的任务占用的CPU核心数，再与最近一个待处理任务所需计算资源比较，如果满足要求，则开始计算，否则等待计算资源足够后再开始计算。
[0022]进一步地，任务管理程序自动读取OpenFOAM需要的输入数据和计算配置参数、调用OpenFOAM求解器开始并行计算。
[0023]进一步地，在OpenFOAM计算过程中，工作进程保存OpenFOAM的输出日志、警告和错误信息，监听OpenFOAM命令的返回值，然后判断当前计算进度，检测执行状态并进行错误处理，并随时回报任务状态和服务端资源使用情况。
[0024]本专利技术公开的基于Web通信技术的OpenFOAM计算任务管理方法，与当前用户通过SSH或VNC远程桌面登录服务器操作相比，具有如下优点：
[0025](1)本专利技术利用web技术和开源CFD软件的优势，针对开源CFD软件OpenFOAM提供了统一便捷且可视化的OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面和通信接口，无需安装本地客户端，通过电脑和手机即可查看CFD计算状态和计算结果，为多用户使用场景提供CFD计算任务创建和管理机制，用户无需掌握服务器远程登录及操作技能、无需了解OpenFOAM计算细节，显著降低了建筑CFD辅助设计过程中OpenFOAM应用的操作难度。
[0026](2)本专利技术通过CFD多任务管理程序，实现无人值守，避免了人工监控和错误处理不及时造成的资源浪费；通过自动分配计算资源，避免多用户使用时的资源竞争导致效率降低；充分发挥出计算服务器多核心的高性能并行计算能力，保持服务器能持续、高效地进行建筑工程CFD分析工作，为CFD批量自动计算提供了新的技术手段。
附图说明
[0027]图1为基于Web通信技术的OpenFOAM计算任务管理方法的流程图。
[0028]图2为基于Web通信技术开发的API通信接口功能图。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于Web技术开发API通信接口，该接口程序部署在服务端中，负责接收客户端提交的模型文件、配置文件和任务信息；S2、开发OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面，该界面通过调用API通信接口实现可视化的OpenFOAM计算任务管理，包括任务上传、状态识别以及结果下载；S3、服务端接收并保存API通信接口传来的计算模型、配置文件和任务信息；S4、服务端启动任务管理程序，任务管理程序通过API通信接口获取待处理任务，并检测服务端闲置计算资源以判断是否满足计算任务的需求；若是，则开始计算；若否，则等待计算资源足够后再开始计算；S5、根据任务类型，启动工作进程，调用不同的OpenFOAM计算流程执行对应的计算任务，并整理、提取计算结果；S6、客户端通过API通信接口在OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面操作并查看结果。2.根据权利要求1所述的基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法，其特征在于，服务端包括云服务器Linux系统。3.根据权利要求1所述的基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法，其特征在于，API通信接口还负责接收客户端发送的指令并按指令完成创建计算任务、查询计算任务状态，查询任务执行日志、查询计算服务器的可用资源，下载计算结果。4.根据权利要求1所述的基于Web技术的OpenFOAM计算任务管理方法，其特征在于，基于HTML、Javascript技术开发OpenFOAM云端计算任务管理及后处理可视化操作界面。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慎，程辉，王义凡，尹鹏飞，
申请(专利权)人：中南建筑设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：