CAE仿真云平台后处理调度研究与实现

摘要

随着近年来工业与信息技术的飞跃发展，CAE分析技术迎来了新的挑战和机遇。然而，在CAE分析的工作量中，有很大一部分被用来进行CAE后处理以分析CAE算例计算的结果。通常后处理时需要将CAE算例计算的结果文件下载到本地，然后通过特定的CAE软件打开才能进行后处理分析，十分耗时耗力。此外，CAE算例的愈发复杂，导致其所产生的结果文件也越大，进而对结果文件后处理所需计算量也越大，使得传统的单机计算机由于有限的资源已经不能满足后处理的需求。因此，寻求通用CAE后处理解决方案，利用云计算技术对CAE算例计算结果文件进行后处理，然后将处理结果在线可视化是十分必要的。
　　本文首先对CAE后处理技术的背景，以及其在国内外现状进行了深入研究，概述了本文所使用的主要相关技术。其次，对CAE后处理调度中的能耗问题进行深入研究。通过CAE算例计算结果文件后处理历史数据，设计了通过CAE后处理历史数据构建后处理执行完成时间预测模型，实现对结果文件后处理执行完成所需时间的预测。而后利用预测得到的后处理执行完成时间，提出了一种有效的基于繁忙时间的并行调度能耗优化算法，利用减少平台服务器总繁忙时间的思想，达到平台能耗优化调度的目标，使在能够提升用户体验的同时，为平台节约能耗。然后，在CAE仿真云平台基础上，选择成熟度为2级的云计算SaaS模型作为CAE仿真云平台后处理服务模式，设计了CAE仿真云平台后处理调度系统功能结构与总体架构，以满足庞大CAE算例计算结果文件和用户多并发的后处理需求。同时，基于该架构对后处理流程进行了设计。最后，实现了CAE仿真云平台后处理调度的系统原型，从CAE算例计算结果文件展示、后处理执行时间预测、后处理能耗优化调度以及后处理结果展示等方面验证了系统的价值。
　　CAE仿真云平台后处理调度的实现，可以在一定程度上达到平台与用户双赢。对于平台而言，借助通用后处理解决方案可以降低平台的后处理软件采购成本。此外，在平台满足用户后处理需求的前提下还可以降低平台服务器的能耗。对用户而言，可以更加方便地通过在线可视化的方式验证CAE算例计算结果是否符合预期，以此调整或修改CAE算例模型，提升用户工作效率。因此，本文的研究具有很大的应用前景。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 选题背景

1．2 研究背景与现状

1．2．1 研究背景

1．2．2 研究现状

1．3 论文的目的与意义

1．4 论文的主要工作

1．5 论文组织结构

第2章 相关技术

2．1 CAE仿真云平台

2．2 MOA框架

2．3 Glview Pro

2．3．1 GLview Inova

2．3．2 GLview Express

2．3．3 GLview 3D Plugin

2．4 ActiveX控件

2．5 小节

第3章 基于能耗优化的后处理调度研究

3．1 后处理执行完成时间预测模型

3．1．1 基本思想

3．1．2 问题定义

3．1．3 算法描述

3．1．4 实验分析

3．2 后处理能耗优化调度模型

3．2．1 基本思想

3．2．2 问题定义

3．2．3 算法描述

3．2．4 实验分析

3．3 小节

第4章 CAE仿真云平台后处理调度系统设计与实现

4．1 后处理服务模式

4．1．1 SaaS概述

4．1．2 SaaS成熟度模型

4．2 功能结构设计

4．3 总体架构设计

4．3．1 用户层

4．3．2 WEB层

4．3．3 中间件层

4．3．4 后处理层

4．3．5 数据存储层

4．3．6 系统层

4．3．7 安全体系层

4．4 后处理业务流程设计

4．4．1 作业执行时间预测

4．4．2 作业上传

4．4．3 作业提交

4．4．4 作业执行

4．4．5 结果取回

4．5 系统实现

4．5．1 结果文件展示

4．5．2 后处理执行时间预测

4．5．3 后处理能耗优化调度

4．5．4 后处理结果展示

4．6 小节

结论

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文与参与的科研项目

致谢