[发明专利]一种CFD标准气动算例的接口数据结构及构建方法

说明书

本发明公开了一种CFD标准气动算例的接口数据结构及构建方法，属于计算机软件领域。包括：算例层，描述算例数据的基本信息；物件层，区分具有分离特征的算例数据，并存储与物件相关的基本参数；数据类型层，将数据分为不同类型；状态数据层，存储CFD计算所需要的前置参数；结果数据层，存储计算结果数据；部件层，将飞行器区分为不同的部分；截面层，将部件划分为不同的面。方法包括：创建公共类；使用Java语言建立算例类、物件、基本结构类；分析用于CFD计算的算例数据，并将算例数据进行分类；使用Apache开源框架CXF实现对外接口。本发明提出了两种算例数据结构，按这两种数据结构实现的接口，可以提升数据访问效率。

技术领域

本发明属于计算机软件技术领域，具体涉及一种CFD标准气动算例的接口数据结构及构建方法。

背景技术

CFD(Computational Fluid Dynamics)数值计算软件已经在很多领域应用，与传统模型实验相比，具备有效、简便、成本低的特点。目前市面上的CFD软件种类繁多，通常各类CFD软件计算所需要的数据存储为特定的数据格式，不同的数据格式降低了计算数据在CFD软件中的通用性；文献^[1]吴梅.CFD数据转换程序开发[Z].2008：其实现了一种转换方法，首先是提取CFD数据，再生成参数分布数据、确定力区间，最后计算区间，生成数据文件；该转换方法可以简单概括为提取数据-处理数据-生成数据，虽然该方法是处理水动力数据，但对于空气动力数据具有一定的借鉴意义。美国曾建立了通用航空动力数据模拟系统规范ANSS2000，基于该规范实现了CFD通用符号系统(CNGS)，使得不同计算平台之间的数据交互变得更容易；文献^[2]朱朝.CFD数据交换标准及其软件实现[Z].2002：通过调用CNGSAPI实现对网格数据的交互，但该方法的不足之处在于，仅限于网格文件，并未涉及CFD计算所需要的其它文件。文献^[3]邓小刚.大型通用CFD软件体系结构与数据结构研究[Z].2012:基于网格数据、流场数据、状态参数、控制参数、及一些计算过程中的梯度等数据，提出一种轻量级的层次数据结构如下：

1)变量名：如迭代步数iter、马赫数Ma、雷诺数Re等单变量参数，流场压力p、速度u/v/w、温度T等数组数据。2)数据类型：整型、字符、浮点。3)数据精度：单精度、双精度等。4)数据维度：单参数、数组长度/维度等。上述结构以C++编程语言实现一维数组的方式存取。该结构解决了CNGS庞大函数库带来的计算低效率问题，并且针对与标准算例类似的数据进行处理，但仍然存在可交互性差、结构文件不完整的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对CFD软件在处理气动算例数据时，因算例数据格式多样，需要进行预处理、转换操作的问题，提供了一种CFD标准气动算例的接口数据结构。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种CFD标准气动算例的接口数据结构，包括A类接口数据结构和B类接口数据结构：

所述A类接口数据结构和B类接口数据结构均包括：

算例层，所述算例层是所有接口数据结构的根节点，用于描述算例数据的基本信息；

物件层，用于区分具有分离特征的算例数据，并存储与物件相关的基本参数；

数据类型层，用于将数据分为不同类型；

状态数据层，用于存储CFD计算所需要的前置参数；

结果数据层，用于存储计算结果数据；

所述A类接口数据结构还包括：

部件层，用于将飞行器区分为不同的部分；

截面层，用于将部件划分为不同的面。

进一步，所述算例层包括以下参数：算例ID、算例名称、流动特征和描述。