一種彈性并行cfd云計(jì)算系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)并行技術(shù)，尤其適合于彈性并行CFD(Computat1nal FluidDynamics計(jì)算流體力學(xué))云計(jì)算系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前，主流的CFD軟件采用單核計(jì)算方法，頂級(jí)的CFD軟件(如Ansys Fluent、CFX等)僅支持有限功能的并行計(jì)算。在進(jìn)行并行計(jì)算時(shí)，它們將網(wǎng)格平均分配到各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)(計(jì)算節(jié)點(diǎn)理解為多個(gè)計(jì)算機(jī)上的多個(gè)CPU)，然后同時(shí)計(jì)算，在邊界處進(jìn)行差值。但是，這樣做有明顯的缺陷:1、多網(wǎng)格同時(shí)計(jì)算然后在邊界處插值導(dǎo)致整體計(jì)算精度較低；2、按切割后網(wǎng)格同時(shí)計(jì)算沒有考慮流體流向，導(dǎo)致部分網(wǎng)格無效計(jì)算，嚴(yán)重影響計(jì)算效率；3、計(jì)算過程中計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)量必須固定，沒有達(dá)到彈性計(jì)算指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)連接丟失或單計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算失敗都將導(dǎo)致整個(gè)CFD求解過程失敗。
[0003]此外，已有的一些云計(jì)算領(lǐng)域成熟框架(諸如Haddop等)沒有考慮CFD網(wǎng)格間相關(guān)性、計(jì)算時(shí)序依賴性、終止條件等特點(diǎn)，無法直接和已有CFD求解方法相結(jié)合來提供彈性CFD云計(jì)算服務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:，提供一種彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，以解決已有并行CFD求解中計(jì)算精度、計(jì)算效率、自組織彈性能力三個(gè)方面不足。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，設(shè)置有CFD前處理模塊。
[0006]作為優(yōu)選，所述CFD前處理模塊連接于CFD求解云控制中心模塊，與所述CFD前處理模塊并行設(shè)置有自定義算法配置接口，所述自定義算法配置接口也連接于所述CFD求解云控制中心模塊。
[0007]作為優(yōu)選，所述CFD求解云控制中心模塊的下端設(shè)置連接有任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊，所述任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊連接于計(jì)算節(jié)點(diǎn)云，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)云反饋連接于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊。
[0008]作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊連接于所述CFD求解云控制中心模塊上，所述CFD求解云控制中心模塊連接有CFD后處理模塊，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)云設(shè)置有多個(gè)CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)由進(jìn)程IP及端口號(hào)標(biāo)示。
[0009]作為優(yōu)選，所述CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為四個(gè)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處是:設(shè)置有彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，通過設(shè)置CFD求解云控制中心模塊及計(jì)算節(jié)點(diǎn)云等多個(gè)模塊，解決了傳統(tǒng)CFD在求解過程中遇到的計(jì)算精度、計(jì)算效率、自組織彈性能力不足的問題，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，多個(gè)模塊之間邏輯合理，極大的提高了 CFD計(jì)算的功能。【附圖說明】:
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0013]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:根據(jù)圖1所示的一種彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，設(shè)置有CFD前處理模塊，所述CFD前處理模塊連接于CFD求解云控制中心模塊，與所述CFD前處理模塊并行設(shè)置有自定義算法配置接口，所述自定義算法配置接口也連接于所述CFD求解云控制中心模塊，所述CFD求解云控制中心模塊的下端設(shè)置連接有任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊，所述任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊連接于計(jì)算節(jié)點(diǎn)云。
[0014]所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)云反饋連接于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊連接于所述CFD求解云控制中心模塊上，所述CFD求解云控制中心模塊連接有CFD后處理模塊，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)云設(shè)置有多個(gè)CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)由進(jìn)程IP及端口號(hào)標(biāo)示，所述CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為四個(gè)。
[0015]下面以用于鑄造模具設(shè)計(jì)的一種彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)為例，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述，對(duì)鑄造模具進(jìn)行模擬的主要目的是通過仿真計(jì)算以獲得液體在模具中運(yùn)行的情況，從而找出鑄造模具的設(shè)計(jì)不足之處。
[0016]首先設(shè)置通過三維軟件設(shè)置好鑄造模具的幾何模型，并將幾何模型導(dǎo)入到通過CFD前處理模塊中，并在CFD前處理模塊中對(duì)幾何模型進(jìn)行修正、切分網(wǎng)格，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳遞給于CFD求解云控制中心模塊，同時(shí)用戶可以通過自定義算法配置接口對(duì)網(wǎng)格內(nèi)求解算法、物性參數(shù)、迭代收斂參數(shù)等配置進(jìn)行設(shè)置，并將設(shè)置好的數(shù)據(jù)傳給CFD求解云控制中;1_1、板塊。
[0017]求解初始化階段，CFD求解云控制中心模塊將收集到的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊，并將流體流入幾何模型所涉及到的相關(guān)信息一并寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊中，通過CFD求解云控制中心模塊開始發(fā)起第一批并發(fā)CFD云計(jì)算任務(wù)，并將這些任務(wù)發(fā)送給任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊。
[0018]這時(shí)任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊在接到任務(wù)以后，監(jiān)控所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)云，得到所有空閑有效的CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)列表，當(dāng)列表長度大于等于待處理任務(wù)數(shù)時(shí)，任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊就將任務(wù)發(fā)送給各個(gè)CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)，如果列表長度小于等于待處理任務(wù)數(shù)時(shí)，那就部分發(fā)送任務(wù)，并等待空閑有效的CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)再發(fā)送。
[0019]每個(gè)CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)在接到新計(jì)算任務(wù)后，按任務(wù)配置從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊中讀取網(wǎng)格數(shù)據(jù)及邊界條件和配置等信息，進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果寫回?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊，并通知任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊。
[0020]當(dāng)個(gè)別CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)沒有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊指定任務(wù)完成，或者個(gè)別CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)失去響應(yīng)，那么任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊就會(huì)將任務(wù)送給有效空閑的CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)，如果多次沒有將任務(wù)分配出去，任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊就會(huì)通知CFD求解云控制中心模塊任務(wù)失敗及原因，由CFD求解75:控制中心模塊進(jìn)行判斷任務(wù)是結(jié)束還是等待人工干預(yù)。
[0021]當(dāng)上一批任務(wù)結(jié)束后，CFD求解云控制中心模塊根據(jù)上一批計(jì)算網(wǎng)格邊界值變化，以及仿真誤差配置，確定下一批計(jì)算網(wǎng)格，發(fā)起新一批計(jì)算任務(wù)，重復(fù)上述步驟，當(dāng)CFD求解云控制中心模塊完成所有任務(wù)后，將所有結(jié)果發(fā)送到CFD后處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化及數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而得出最后的結(jié)果。
[0022]需要強(qiáng)調(diào)的是:以上僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)置有CFD前處理模塊，所述CFD前處理模塊連接于CFD求解云控制中心模塊，與所述CFD前處理模塊并行設(shè)置有自定義算法配置接口，所述自定義算法配置接口也連接于所述CFD求解云控制中心模塊，所述CFD求解云控制中心模塊的下端設(shè)置連接有任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊，所述任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊連接于計(jì)算節(jié)點(diǎn)云，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)云反饋連接于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊連接于所述CFD求解云控制中心模塊上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于:所述CFD求解云控制中心模塊連接有CFD后處理模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于:所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)云設(shè)置有多個(gè)CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)由進(jìn)程IP及端口號(hào)標(biāo)示。5.根據(jù)權(quán)利要求4所示的彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于:所述CFD計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為四個(gè)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)并行技術(shù)，適合于彈性并行CFD云計(jì)算系統(tǒng)，設(shè)置有CFD前處理模塊，所述CFD前處理模塊連接于CFD求解云控制中心模塊，與所述CFD前處理模塊并行設(shè)置有自定義算法配置接口，所述CFD求解云控制中心模塊的下端設(shè)置連接有任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊，所述任務(wù)分發(fā)調(diào)度模塊連接于計(jì)算節(jié)點(diǎn)云，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)云反饋連接于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)模塊連接于所述CFD求解云控制中心模塊上。本發(fā)明的有益之處是：通過設(shè)置CFD求解云控制中心模塊及計(jì)算節(jié)點(diǎn)云等多個(gè)模塊，解決了傳統(tǒng)CFD在求解過程中遇到的計(jì)算精度、計(jì)算效率、自組織彈性能力不足的問題，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，模塊之間邏輯合理，極大的提高了CFD計(jì)算的功能。
【IPC分類】H04L29/08
【公開號(hào)】CN105208136
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510744912
【發(fā)明人】水沛, 黎明, 李雷, 王海峰
【申請(qǐng)人】蘇州墨華高科信息技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日