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一種集成WEB技術的CFD程序開發方法.pdf

關 鍵 詞:
一種 集成 WEB 技術 CFD 程序 開發 方法
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摘要
申請專利號:

CN201510223696.9

申請日:

2015.05.05

公開號:

CN104899020A

公開日:

2015.09.09

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):G06F 9/44申請公布日:20150909|||實質審查的生效IPC(主分類):G06F 9/44申請日:20150505|||公開
IPC分類號: G06F9/44 主分類號: G06F9/44
申請人: 北京航空航天大學
發明人: 劉鐵鋼; 何曉峰; 趙越; 唐紹婷
地址: 100191北京市海淀區學院路37號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510223696.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.04.05|||2015.10.07|||2015.09.09

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種集成web技術的CFD程序開發方法,涉及CFD程序的開發部署以及web技術的集成:CFD開發人員根據算法和需求開發核心功能,然后部署CFD程序到服務器;web開發人員開發web前端用戶界面,并在后臺與CFD程序對接。CFD程序與web平臺聯調測試完畢后部署上線,開放給授權用戶使用。與現有的技術相比,本發明的優勢在于:1).將CFD核心功能開發與GUI界面開發剝離,使開發人員專注于擅長的領域;2).引入web技術開發前端用戶界面,極大加快GUI界面的開發,同時具有跨平臺的特性;3).極大的擴充了CFD程序的可訪問性,用戶可通過互聯網執行和管理CFD程序,并獲取執行結果。本發明能夠充分利用web技術帶來的開發便捷性,快速開發出對用戶友好的界面,實用性強,易于推廣。

權利要求書

權利要求書
1.  一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于,所述方法具體包括以下步驟:
步驟一:開發人員根據算法和需求,開發CFD程序的核心功能;
步驟二:將CFD程序部署到服務器,確保其能正常運行;
步驟三:根據需求開發web用戶界面;
步驟四:開發web后臺,基于接口調用CFD程序;
步驟五:部署web服務器,與CFD程序進行聯調測試,保證耦合系統的正確運行;
步驟六:系統上線,向授權用戶開放;用戶在web端查看和管理CFD任務,并通過web端下載執行結果等。

2.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:所述步驟一的詳細過程為:CFD程序開發人員依據算法理論和需求,開發CFD程序的核心功能和核心模塊;此過程中無需開發GUI界面,程序可通過CLI方式正確運行即可。

3.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:所述步驟二的詳細過程為:將CFD程序代碼部署到服務器,針對服務器的軟硬件環境進行優化編譯并部署,保證其可用性。

4.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:所述步驟三中,需要采用web技術來開發界面。常用的web前端開發編程語言包括HTML,CSS和JavaScript等;web后端開發需要根據CFD程序的接口實現對CFD程序的調用和管理。后端開發編程語言包括PHP和shell等。

5.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:所述步驟五的詳細過程為:選擇合適的軟件作為web端的CGI程序,例如流行的開源軟件apache httpd或者nginx;配置服務器的防火墻和網關,對系統進行訪問安全控制;配置程序相應的權限,確保運行所需的資源均能正常獲取。

6.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:所述步驟六中,用戶在web界面上可以進行以下操作:
A)查看和刪除歷史任務記錄;
B)新增CFD程序運行任務;
C)終止正在運行的任務或者刪除尚未啟動的任務;
D)查看任務運行日志,下載任務的運行結果。
E)查看系統發送的CFD運行消息,設置提醒的方式(如程序運行完畢后郵件提醒)。

7.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:所述方法將CFD開發與界面開發的職責清晰地剝離,并采用web技術開發GUI界面。該方法將CFD程序作為服務端應用,結合互聯網技術大幅減少開發傳統GUI界面的工作量。所述方法采用了C/S的思想,將傳統的GUI界面移到了可敏捷開發的web端。

8.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:將web技術引入到了CFD程序的開發和使用環節,提高了開發效率和用戶使用體驗。

9.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:CFD程序應部署在web服務進程所能訪問和調用的服務器上;由于web的隨處可訪問性,暴露給用戶的web端需加強授權管理和安全訪問控制,防止未授權用戶竊取計算資源,或者繞過系統安全機制威脅系統的正常運行。

10.  根據權利要求1所述的一種集成web技術的CFD程序開發方法,其特征在于:用戶通過web平臺授權認證后,使用瀏覽器實現對CFD程序的管理,并執行新建、查看CFD任務或者下載運行結果等操作。

說明書

說明書一種集成web技術的CFD程序開發方法
技術領域
本發明涉及計算機軟件應用和計算流體力學領域,具體地說是一種集成web技術的CFD程序開發方法。
背景技術
計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)早期發展源于航空航天領域的需求。隨著計算機技術的迅猛發展和CFD技術的日益成熟,CFD在航空航天、船舶艦艇、氣象、石油勘探、汽車外形設計等工業應用領域發揮著越來越重要的作用。
CFD技術可以配合或者取代部分實驗(如風洞實驗、發動機測試),以減少實驗次數和測試時間,達到節省實驗經費的目的。
同時CFD在流體的流動細節分析、流場機理研究、擴大流動參數范圍等許多方面能夠彌補物理實驗的不足,為工業制造提供直接可用的信息,從而提高工業設計的精細化水平。
為了發揮CFD的優勢并使其在實際應用中起到應有的效果,高性能高可靠的CFD程序是必不可少的前提條件。
出于性能考慮,CFD程序主要使用C/C++/FORTRAN等高性能的編譯型編程語言開發。使用這些編程語言開發的程序執行高效,但開發和調試周期長。許多CFD研究人員開發的程序只實現了核心功能,并且是通過命令行(Command Line Interface,CLI)方式運行的程序。CLI程序性能較好,卻對用戶不夠友好:用戶需要熟練掌握其命令用法才能順利運行程序。而開發出對用戶友好的用戶界面(Graphical User Interface,GUI)一般不是CFD研究人員擅長的技能。
開發出集成傳統GUI界面的CFD程序需要大量額外的工作和代碼,并且開發GUI一般還依賴于操作系統,存在移植性的問題。
隨著互聯網的興起,其互通互聯和移動便捷的特性不僅深刻地影響了人們生活和工作等方面,還使得編程領域的思維和方向發生了重大變化:跨平臺的編程語言和web開發語言蓬勃發展。例如Java,C#等跨平臺編程語言,PHP,JavaScript,Python等web開發腳本語言越來越受到開發人員的青睞。雖然犧牲了一些性能,但這些語言基本上有著“一次編寫,隨處運行”的特性,能夠快速上手,并且開發和調試十分便利。
結合HTML、CSS、JavaScript等web前端技術和PHP等web后端技術開發的應用有著天然跨平臺和自帶圖形用戶界面(GUI)的特點:web技術的展現基于瀏覽器,跨平臺問題 由瀏覽器負責,減輕了開發人員的負擔;并且瀏覽器界面上元素都是可視的,用戶可以通過鼠標點擊或者觸摸完成操作;
互聯網隨處可訪問的特點加上使用相關技術開發的web平臺,用戶通過瀏覽器即可完成對后臺服務程序管理,無需再通過傳統終端連到服務器。
為了讓CFD程序開發充分利用如今蓬勃發展的web技術上的優勢和開發上的便捷性,亟需一種集成web技術的CFD程序開發方法。
發明內容
為了解決上述技術問題,本發明提出了一種集成web技術的CFD程序開發方法。該方法的技術任務是解決開發集成GUI界面的CFD程序緩慢和困難的問題,提供一種集成web技術的CFD程序快速開發方法。
本發明的技術方案實施過程如下:
步驟一:開發人員依據算法理論和功能需求,開發CFD程序的核心功能。這里核心功能主要指CFD程序的計算功能,而無需開發用于圖形操作的用戶界面;
步驟二:將CFD程序部署到服務器,確保其能在服務器上正常運行。由于開發機的軟硬件環境和部署的服務器可能存在差異,所以采取從源代碼編譯的方式部署,使編譯的程序更適應服務器的軟硬件,以提高程序性能和計算效率;
步驟三:根據業務需求開發web界面,將CFD程序的接口以頁面元素的形式向用戶展示,用戶能夠通過可視化的web界面元素明白操作及其意義;
步驟四:開發web后臺響應用戶的操作請求。與CFD程序執行相關的操作,需要根據CFD接口與之對接,并將處理結果反饋給用戶;
步驟五:部署web服務器。部署web服務器包括:
1)根據web開發平臺技術,選擇合適的web端服務程序。例如用PHP作為web后端的開發語言,可以使用nginx+php-fpm的組合;
2)根據安全性和訪問控制要求,配置web服務端口、防火墻以及可信請求來源等安全設置;
3)配置web服務進程的權限,使其能正常調用部署好的CFD程序;確保程序執行所需的資源都能夠正常獲取;
4)完善web平臺的授權和安全機制,確保用戶的操作均在授權下完成,避免服務器資源被惡意用戶竊取或者惡意用戶繞開安全機制威脅服務器的安全穩定運行;
5)與CFD程序進行聯調測試,確保功能正常可用、程序按照開發預期運行。
步驟六:部署系統上線,向授權用戶開放;用戶經過授權后可在web端查看和管理CFD任務,并通過web端下載執行結果。
本發明與現有技術手段相比所產生的有益效果是:
1.本發明將CFD核心功能的開發與GUI界面的開發剝離,讓開發人員專注于各自擅長的領域,提高程序的性能;
2.本發明充分利用web技術帶來的開發和調試便捷性,能夠迅速開發出對用戶友好的GUI界面,提高用戶體驗;
3.本發明提供的集成web技術的CFD程序開發方法開發所得到的界面具有天然的跨平臺特性:用戶只需要瀏覽器即可訪問,與操作系統無關;
4.本發明縮短了CFD程序的GUI開發周期和bug調試時間,降低開發難度和成本,減輕了程序開發人員的負擔;
5.本發明提供的方法充分利用互聯網的優勢,讓用戶對CFD的管理和操作不再局限于pc平臺,也可以在移動端使用和操作;
6.本發明提供的一種集成web技術的CFD程序開發方法實用性強,易于推廣。
附圖說明
圖1是本發明的集成web技術的CFD程序開發流程圖;
圖2是用戶新建CFD程序任務的web界面圖;
圖3是用戶管理和查看CFD任務的web界面圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的方法進行清楚、完整的描述。所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例,而不是全部。基于本發明中的實施例,本領域技術人員在沒有做出創造性工作的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
如附圖1所示,本發明提供的一種集成web技術的CFD程序開發方法首先讓CFD開發人員開發CFD程序的核心功能和模塊,然后將CFD程序部署到服務器端使其正常提供服務。與此同時,開發人員根據設計和需求開發web用戶界面,之后開發web后臺對接CFD程序。web后臺開發過程中需要根據CFD程序的接口與之對接和調用。開發完成后進行系統聯調測試,以保證web程序和CFD程序功能正常,耦合系統按照設計預期執行。聯調測試完成后,部署系統上線,向授權的用戶開放,提供基于web的CFD執行和管理等服務。本發明充分利用了web技術的跨平臺和開發便捷性,能夠快速高效地開發出集成對用戶友好GUI界面的CFD程序。
一種集成web技術的CFD程序開發方法的具體操作過程為:
1、CFD開發人員開發CFD程序的核心功能。在本實施例中,CFD程序的功能是使用波前法(Advancing Front Technique,AFT)生成二維非結構網格。開發的程序為CLI應用,用戶可在命令行下輸入參數,然后程序讀取初始數據,產生非結構網格并輸出到文件等。
2、將CFD程序部署到服務器。為了提高CFD程序性能,先將源代碼的方式部署到服務器,針對服務器的軟硬件進行優化編譯然后部署CFD程序的可執行文件。
3、開發web界面。為了讓用戶有良好的使用體驗,開發出的web界面元素其配色以柔和色調為主。web用戶界面上的元素直觀易懂,用戶無需專業培訓即可明白其含義。本實施例開發出的web界面如附圖2、附圖3所示。
4、開發web后臺,監聽和響應用戶的操作請求并予以反饋。涉及到CFD程序管理的功能需要參照CFD程序的接口與其對接。在本實施例中,我們采用PHP開發web后臺,并結合MySQL數據庫和shell腳本對用戶的CFD任務進行維護和管理。
5、部署web服務器。本步驟主要是配置服務的可用性和訪問性,同時加強安全防范。本實施例中,我們采用開源的nginx作為web平臺的服務器,同時開啟iptables、SELinux以及配置https等,做好安全訪問控制。
6、向用戶發布服務,授權用戶訪問web平臺并對CFD程序進行管理和調用。通過web平臺,用戶可以查看和執行CFD任務,無需再使用shell終端連接到服務器。
由本發明的技術方案可見,本發明充分利用web技術,結合為CFD程序開發GUI界面的需求,給出了一種集成web技術的CFD程序開發方法。該方法學習成本低,執行效率高,在開發過程中能夠做到快速開發。
以上所述僅為本發明的實施例,凡在本發明及所附權利要求的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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