本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)模型構(gòu)造領(lǐng)域，具體涉及一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型及集成方法。

背景技術(shù)：

CAE領(lǐng)域涉及的數(shù)據(jù)模型種類繁多，大體分為四類：導入的CAD模型、CAD模型經(jīng)過網(wǎng)格劃分后得到的網(wǎng)格模型、在網(wǎng)格模型基礎(chǔ)上進行求解設(shè)置的求解輸入模型以及求解后得到的求解輸出模型。

以上每一類模型都有很多種格式，這些格式互不統(tǒng)一，千差萬別。當然也是歷史原因造成的，CAE涉及的領(lǐng)域太多了，靜力、動力、線性、非線性、流體分析、電磁、噪聲、多物理場等等，很難做到一家獨大，即便在相同的領(lǐng)域，往往也有很多家公司同時在競爭。

目前來看，CAE領(lǐng)域有兩種發(fā)展趨勢，一種是往專業(yè)化、行業(yè)化發(fā)展；一種是平臺化，提供通用統(tǒng)一的工具能進行各類領(lǐng)域的CAE仿真計算。專業(yè)化的大型CAE軟件國內(nèi)已經(jīng)落后國外很多，國內(nèi)CAE市場幾乎被國外軟件所壟斷。目前EasyCAE是國內(nèi)首家SAAS版的CAE仿真工具，通過在web平臺集成各類優(yōu)秀的開源CAE求解器來與國外優(yōu)秀CAE產(chǎn)品抗衡。

平臺化的戰(zhàn)略需要有統(tǒng)一的CAE數(shù)據(jù)模型做支撐，如果只是兼容市場上已有的模型結(jié)構(gòu)，必然還是被別人牽著鼻子走。另外，在web仿真平臺下，如果有統(tǒng)一的CAE數(shù)據(jù)模型支撐，將非常方便的實現(xiàn)CAE工程師們進行模型數(shù)據(jù)的共享和協(xié)作，而不是傳統(tǒng)模式下基于大文件的方式進行共享，因為文件的細節(jié)內(nèi)容不適合進行搜索和查詢，也很不方便進行拆分。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提供了一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型及集成方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型的集成方法，包括：

S1、獲取CAE數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)文件；

S2、采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對各類所述數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)進行描述，形成統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型，其中，所述統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型描述了模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和約束關(guān)系；

S3、將形成的統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查操作。

本發(fā)明的有益效果為：將各種數(shù)據(jù)文件通過統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型融合起來，容易實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)文件的轉(zhuǎn)換，支持對模型進行很方便的拆分和組合，將模型數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，能夠?qū)崿F(xiàn)很容易的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查等操作。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作如下改進。

進一步的，所述步驟S2中采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對所述各類數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)進行描述具體包括：

采用樹形結(jié)構(gòu)對各類數(shù)據(jù)文件中的幾何參數(shù)信息、拓撲信息、求解器參數(shù)設(shè)置信息以及屬性信息進行描述，形成各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，并描述各數(shù)據(jù)模型之間的約束關(guān)系，各數(shù)據(jù)模型構(gòu)成統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型。

所述進一步的有益效果為：采用樹形結(jié)構(gòu)對各種數(shù)據(jù)信息進行描述，形成各數(shù)據(jù)模型，并描述約束關(guān)系，將各個數(shù)據(jù)模型聯(lián)系起來，構(gòu)成一個整體的統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型。

進一步的，經(jīng)過可視化處理后，所述求解器設(shè)置參數(shù)分為設(shè)置樹節(jié)點以及該設(shè)置樹節(jié)點的詳細設(shè)置項，分別采用item和data兩個關(guān)鍵字來描述。

進一步的，所述item和data均為json字符串。

進一步的，所述數(shù)據(jù)庫采用帶有json原生接口的mongodb數(shù)據(jù)庫。

所述進一步的有益效果為：采用數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)，可方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查等操作，很方便地對數(shù)據(jù)進行修改。

本發(fā)明還提供了一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型，包括模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、模型的操作和模型間的約束條件；

模型采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對CAE數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)進行描述，形成各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，并描述各數(shù)據(jù)模型間的約束條件，其中，各數(shù)據(jù)模型形成統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型；

將形成的統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查操作。

本發(fā)明的有益效果為：將各種數(shù)據(jù)文件通過統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型融合起來，容易實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)文件的轉(zhuǎn)換，支持對模型進行很方便的拆分和組合，將模型數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，能夠?qū)崿F(xiàn)很容易的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查等操作。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作如下改進。

進一步的，所述模型采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對CAE數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)進行描述具體包括：

采用樹形結(jié)構(gòu)對各類數(shù)據(jù)文件中的幾何參數(shù)信息、拓撲信息、求解器參數(shù)設(shè)置信息以及屬性信息進行描述，形成各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，并描述各數(shù)據(jù)模型之間的約束關(guān)系，各數(shù)據(jù)模型構(gòu)成統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型。

進一步的，經(jīng)過可視化處理后，所述求解器設(shè)置參數(shù)分為設(shè)置樹節(jié)點以及該設(shè)置樹節(jié)點的詳細設(shè)置項，分別采用item和data兩個關(guān)鍵字來描述。

進一步的，所述item和data均為json字符串。

進一步的，所述數(shù)據(jù)庫采用帶有json原生接口的mongodb數(shù)據(jù)庫。

所述進一步的有益效果為：采用數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)，可方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查等操作，很方便地對數(shù)據(jù)進行修改。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型的集成方法流程圖；

圖2為統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為求解器參數(shù)設(shè)置示意圖；

圖4為具體的一個求解器參數(shù)設(shè)置示例示意圖；

圖5為求解器參數(shù)設(shè)置時單選設(shè)置示例圖；

圖6為求解器參數(shù)設(shè)置時另一個單選設(shè)置示例圖；

圖7為求解器參數(shù)設(shè)置時多選設(shè)置示例圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例1、一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型的集成方法。下面結(jié)合圖1-圖4對本實施例提供的方法進行說明。

參見圖1，本實施例提供的統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型的集成方法包括：

S1、獲取CAE數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)文件；

S2、采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對各類數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)進行描述，形成統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型，其中，所述統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型描述了模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和約束關(guān)系；

S3、將形成的統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查操作。

具體的，在CAE數(shù)據(jù)處理的過程中，會產(chǎn)生各類不同格式的數(shù)據(jù)文件，比如，CAE數(shù)據(jù)的前處理過程、求解過程以及后處理過程中，均會產(chǎn)生各種不同的數(shù)據(jù)文件。其中，CAE數(shù)據(jù)的前處理分為三個步驟：CAD模型導入、網(wǎng)格劃分、求解器參數(shù)設(shè)置，這幾個步驟和模型的對應(yīng)關(guān)系如下：

CAD模型：CAD模型導入的對象就是CAD模型；

網(wǎng)格模型：CAD模型進行網(wǎng)格劃分后得到的模型；

求解涉及兩種模型，求解輸入模型和求解輸出模型，在網(wǎng)格模型的基礎(chǔ)上進行求解器參數(shù)設(shè)置得到的模型即為求解輸入模型，求解過程就是將求解輸入模型轉(zhuǎn)化為求解輸出模型。

后處理就是將求解輸出模型進行可視化展示。

CAD模型在整個CAE過程中不會有變動，但是其它模型都會隨著不同的工程需求而變化。在CAE領(lǐng)域，模型以模型文件的形式進行存儲，不同種類的模型會對應(yīng)到不同種類的模型文件，這些模型文件的內(nèi)容甚至格式都有較大的區(qū)別，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

不同的網(wǎng)格劃分會得到不同的網(wǎng)格文件；

不同的求解設(shè)置參數(shù)會導致求解輸入文件和求解輸出文件的不同；

不同的求解器之間求解輸入文件和求解輸出文件的區(qū)別更大，相互之間格式基本不兼容。

本申請主要是統(tǒng)一描述CAE過程中眾多差異性的文件，本實施例采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型對各類數(shù)據(jù)文件進行描述。本實施例采用樹形結(jié)構(gòu)對各類數(shù)據(jù)文件中的信息進行描述，其中，主要包括幾何信息、拓撲信息、求解器參數(shù)設(shè)置信息以及屬性信息。在構(gòu)造的統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型中，除了模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作以及約束條件外，還提供了算法庫，算法庫中提供了一些基本的算法，例如，計算外表面的輪廓線等。這樣除了核心的模型信息外，通過算法庫還能得到一些常用的額外衍生信息。一個具體的例子，利用樹形結(jié)構(gòu)進行描述的示意圖如圖2所示，該例子以部件集合作為一個模型，部件集合中包括多個部件，每一個部件又包括很多個單元集合、點集合、表面集合和邊界集合等，每一個單元又包括很多個點，依次類推，這里，約束關(guān)系體現(xiàn)在部件與單元集合之間為一對多的映射關(guān)系。

其中，模型單元支持五種格式：兩種體單元，分別是四面體(tetra)或者六面體(hexahedron)，三種二維單元，分別是線段(line)、三角形(triangle)、四邊形(quat)。

表面支持：外表面、部件之間的結(jié)合面以及自定義面；

模型屬性信息支持：標量數(shù)據(jù)(scalar)、矢量(vector)、法向量(normal)、紋理坐標(texture)、張量數(shù)據(jù)。

其中，參見圖3，本申請重要的一個發(fā)明點在于求解器參數(shù)設(shè)置，經(jīng)過可視化處理后，所述求解器參數(shù)設(shè)置信息分為設(shè)置樹節(jié)點信息以及該設(shè)置樹節(jié)點的詳細設(shè)置項信息，分別采用item和data兩個關(guān)鍵字來描述，關(guān)鍵字item是一個json字符串，通過類似于文件路徑的方式來描述樹的節(jié)點位置，例如，圖3中的設(shè)置模型的材料steel25，表達如下：

item：“模型/材料/steel25”；

關(guān)鍵字data是一個復雜的json字符串，它描述了樹節(jié)點的詳細設(shè)置項，如下所示：

上述的表述采用界面表示如圖4所示，需要說明的是，在data關(guān)鍵字的詳細設(shè)置項時，可以很方便地實現(xiàn)單選設(shè)置和多選設(shè)置，單選設(shè)置的一個具體的表示方式：“@彈性|彈塑性|超彈性”和“@各向同性”，這種表示方式為單選設(shè)置的表示方式，用“|”隔開各個選項，通過“@”表示選中項。單選設(shè)置在界面上相應(yīng)的展示如圖5和如圖6所示，可以采用下拉框的方式表示，圖5中，下拉選項有多項，而圖6中下拉選線只有一個選項。

實現(xiàn)多選設(shè)置的一個具體的例子：假設(shè)實體solid1有4個外表面，那么復選設(shè)置可以采用如下的方式設(shè)置：

“2,3#solid1_face1|solid1_face2|solid1_face3|solid1_face4”，表示選擇第二項和第三項；或者，“solid1_face2，solid1_face3#solid/faces”，表示選擇solid1_face2和solid1_face3，其中，“solid/faces”可以表示引用關(guān)系，代表solid1的所有外表面，此種引用關(guān)系的表達方式適合于當solid1的外表面很多的時候，更方便表達，多選設(shè)置在界面的展示對應(yīng)如圖7所示。

對各個數(shù)據(jù)文件采用樹形結(jié)構(gòu)進行描述后可以映射到統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型，最后將統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中。由于在求解參數(shù)設(shè)置的過程中，設(shè)置樹節(jié)點item和該設(shè)置樹節(jié)點的詳細設(shè)置項data均為json字符串，因此，在選擇數(shù)據(jù)庫時，最好是選擇帶有json原生接口的數(shù)據(jù)庫，比如，mongodb數(shù)據(jù)庫。在將統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫時，由于item項包含了樹形節(jié)點信息，因而可以將統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型的樹形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為平層表結(jié)構(gòu)進行存儲，這樣一個web設(shè)置頁面對應(yīng)一條數(shù)據(jù)庫記錄，可方便地實現(xiàn)web頁面數(shù)據(jù)的增刪改查等操作。

其中，模型的操作，就是針對數(shù)據(jù)模型的每一個元素進行增(create)刪(delete)改(update)查(read)，可參見圖3，圖3表示了模型的求解設(shè)置的4個操作，操作對象時模型的存儲記錄，采用傳統(tǒng)的文件作為存儲介質(zhì)，采用數(shù)據(jù)庫來存儲，細節(jié)和局部的修改將非常不方便，必然要牽扯到整個文件的解析和操作，本實施例將模型數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(例如，mongodb)中，那么將非常容易實現(xiàn)記錄的增刪改查。

實施例2、一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型。

本實施例提供的一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型包括模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、模型的操作和模型間的約束條件；

采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對CAE數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)進行描述，形成各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，并描述各數(shù)據(jù)模型間的約束條件，其中，各數(shù)據(jù)模型形成統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型；

將形成的統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查操作。

其中，所述模型采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對CAE數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)進行描述具體包括：

采用樹形結(jié)構(gòu)對各類數(shù)據(jù)文件中的幾何參數(shù)信息、拓撲信息、求解器參數(shù)設(shè)置信息以及屬性信息進行描述，形成各自對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，并描述各數(shù)據(jù)模型之間的約束關(guān)系，各數(shù)據(jù)模型構(gòu)成統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型。

經(jīng)過可視化處理后，所述求解器設(shè)置參數(shù)分為設(shè)置樹節(jié)點以及該設(shè)置樹節(jié)點的詳細設(shè)置項，分別采用item和data兩個關(guān)鍵字來描述。其中，item和data兩個關(guān)鍵字均采用json字符串。

由于在求解參數(shù)設(shè)置的過程中，設(shè)置樹節(jié)點item和該設(shè)置樹節(jié)點的詳細設(shè)置項data均為json字符串，因此，在選擇數(shù)據(jù)庫時，最好是選擇帶有json原生接口的數(shù)據(jù)庫，比如，mongodb數(shù)據(jù)庫。將統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，可方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查等操作。

本發(fā)明提供的一種統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型及集成方法，將各種數(shù)據(jù)文件通過統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型融合起來，有了統(tǒng)一的CAE數(shù)據(jù)模型，不同格式的CAE數(shù)據(jù)模型只需要與統(tǒng)一CAE數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化即可，容易實現(xiàn)各種不同格式的數(shù)據(jù)文件的轉(zhuǎn)換；統(tǒng)一CAE模型可支持對模型進行很方便的拆分和組合；將模型數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，能夠?qū)崿F(xiàn)很容易的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查等操作；采用樹形結(jié)構(gòu)對各種數(shù)據(jù)信息進行描述，形成各數(shù)據(jù)模型，并描述采用數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)，可方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增刪改查等操作，很方便地對數(shù)據(jù)進行修改。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“實施例一”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體方法、裝置或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、方法、裝置或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。