0　引言

計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算和圖像顯示，對(duì)包含有流體流動(dòng)及熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)進(jìn)行分析的一門(mén)學(xué)科[1]，在工業(yè)設(shè)計(jì)中起到了重要的作用。經(jīng)過(guò)幾十年的長(zhǎng)足發(fā)展，已有多款CFD商業(yè)軟件（Fluent、CFX、STAR-CD/CCM+等）被應(yīng)用于科研及實(shí)際生產(chǎn)中。由于商業(yè)軟件在使用上有較高專(zhuān)業(yè)性要求且費(fèi)用高昂，OpenFOAM作為一款開(kāi)源免費(fèi)的解算工具庫(kù)被越來(lái)越多的科研人員所使用[2]。OpenFOAM軟件配置過(guò)程靈活，可以通過(guò)自定義編程進(jìn)行使用，但由于OpenFOAM僅支持通過(guò)命令行形式進(jìn)行調(diào)用、無(wú)GUI圖形交互[3]的原因，導(dǎo)致軟件的使用效率較低，且新手使用時(shí)上手困難。同時(shí)，OpenFOAM僅為一些基本物理量提供設(shè)置及監(jiān)控，對(duì)于其他物理量的監(jiān)控則需要用戶(hù)編程進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，提高了軟件的使用門(mén)檻與操作難度。因此，針對(duì)于OpenFOAM的GUI功能開(kāi)發(fā)也成為了提高軟件使用效率的重要拓展方向之一。

由于解算軟件功能復(fù)雜，現(xiàn)有的商業(yè)軟件為滿(mǎn)足大部分業(yè)務(wù)使用者的交互需求，開(kāi)放了更多的參數(shù)設(shè)置接口，提高了GUI界面參數(shù)配置流程的復(fù)雜性。用戶(hù)在進(jìn)行求解參數(shù)配置時(shí)，需要考慮其他參數(shù)對(duì)當(dāng)前工程解算的影響，增大了使用難度。因此，GUI定制化開(kāi)發(fā)也成為了目前解算軟件致力于解決的問(wèn)題。除此之外，求解計(jì)算主要以網(wǎng)格為計(jì)算對(duì)象單元，為了獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)值仿真結(jié)果，工程中需要將計(jì)算域劃分為非常細(xì)小的網(wǎng)格單元，使得計(jì)算網(wǎng)格量通?？梢赃_(dá)到千萬(wàn)甚至上億的數(shù)量級(jí)。網(wǎng)格數(shù)量越多，計(jì)算時(shí)對(duì)CPU、內(nèi)存等計(jì)算資源的需求也會(huì)越高。因此，大型復(fù)雜模型的仿真求解需要大量的計(jì)算資源進(jìn)行支撐，提高軟件使用效率。

為了解決OpenFOAM缺少GUI交互功能的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)OpenFOAM求解客戶(hù)端，提供友好的用戶(hù)交互界面。為了滿(mǎn)足求解計(jì)算中對(duì)于大量計(jì)算資源的需求，設(shè)計(jì)了基于服務(wù)的“云+端”計(jì)算架構(gòu)[4]，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)OpenFOAM求解器服務(wù)，將OpenFOAM求解器進(jìn)行服務(wù)化封裝，部署于云端，通過(guò)云端協(xié)同的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程云端解算服務(wù)調(diào)用、可視化服務(wù)調(diào)用。通過(guò)使用云端豐富的計(jì)算資源，滿(mǎn)足用戶(hù)使用場(chǎng)景需求，提高軟件使用效率。同時(shí)，軟件客戶(hù)端使用界面模板進(jìn)行求解設(shè)置界面的動(dòng)態(tài)生成，支持用戶(hù)界面自定義配置，滿(mǎn)足了軟件易維護(hù)、可拓展的特性。

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作者信息：

馬軼聰，牟泓宇，淮曉永

（華北計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程研究所，北京 100083）