CN109918796A - 一种多学科协同仿真系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多学科协同仿真系统及方法，该系统包括几何模型模块、网格划分模块、参数设置模块、求解分析模块以及多物理场耦合模块，将光学、结构、热，流体，电磁等多种学科的分析工具，集成在一个仿真平台下运行，通过对结构，流体，光学，电磁等多物理场的耦合运算，实现了对复杂环境下的产品分析，大大提高了产品设计仿真的速度和精度。
Description
技术领域
本发明涉及计算机辅助工程领域，尤其涉及一种多学科协同仿真系统及方法。
背景技术
计算机辅助设计，即CAD(Computer Aided Design)和计算机辅助工程，即CAE(Computer Aided Engineering)技术随着在产品设计中的广泛应用得到了不断地发展和完善，市场上也涌现了大量的系统软件，如商用CAD软件SolidWorks、Pro/E、UG，商用CAE软件SAMCEF、ANSYS、Nastran等。在CAD软件中可以快速实现产品的三维实体参数化建模设计，在CAE软件中可以快速完成产品性能的仿真分析和性能预估，以提高产品设计的可靠性。
随着计算机技术的普及和计算机运算能力的提高，计算机辅助仿真被越来越多地运用到工业产品开发的流程中。通过计算机辅助仿真技术，设计人员可以在产品开发的前期环节，就对产品性能及各种工况下的使用情况进行模拟，并对产品的性能进行优化，从而大大缩短开发时间，并降低了开发成本。
由于产品不同的应用背景，面对物理问题不一，目前主流的计算机辅助仿真软件，基于计算精度和效率的考虑，往往只针对某个单一学科，以单学科性能最优为目标，进行的仿真也只是单学科静态仿真。各部门的设计员和分析师根据自己负责的领域(强度，电磁，热等)独立完成该学科的分析，再将结果放在一起进行综合判断和分析。这样的研发没有考虑各学科间的耦合，因而无法协调各学科性能，也无法模拟更真实的动态性能，难以达到产品总体性能最优。
但是随着仿真技术的不断提高，目前大型复杂产品(如飞机，汽车和船舶等)设计已高度专业化且不断细分，分析流程也日趋繁杂，不但设计参数众多，而且涉及到多学科(结构，热，流，电磁，控制等)之间的各种耦合问题。这些因素，都对复杂产品总体设计和参数全局优化，以及仿真的精度与效率提出了严峻的挑战，同时又对仿真分析的多学科耦合分析功能提出了更高的要求，需要仿真分析软件能将结构、流体、光学、电等多学科集成在一起，同时考虑多物理场共同作用下的产品性能一体化仿真。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多学科协同仿真系统，实现各学科分析软件之间的有效集成。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明第一个方面是提供一种多学科协同仿真系统，包括多学科协同仿真平台，所述多学科协同仿真平台包括：
几何模型模块，用于读取导入的几何图形文件，提取几何特征数据，建立几何模型，并导出几何模型数据文件；
网格划分模块，用于选择所述几何模型中需要划分网格的部分，或者选择全部几何模型，按照有限元方法将所述几何模型划分为对应的网格单元形状，得到有限元模型，生成相应文件格式的有限元模型数据文件；
参数设置模块，对所述有限元模型设置属性和求解条件，并设置有限元求解器以及有限元求解分析类型；
求解分析模块，用于调用各个单一物理场的有限元求解分析类型，对所述有限元模型进行有限元求解运算，得到求解分析结果，生成求解分析结果数据文件；
多物理场耦合模块，用于将各个单一物理场的有限元求解分析类型计算得到的求解分析结果中的全部或部分数据，进行多物理场耦合；所述多物理场耦合采用通用JSON及XML数据格式调用求解器接口，并通过CMAKE编译接口进行多种编程语言的编译链接。
优选地，所述多物理场耦合模块采用WebSocket通信协议实现多个软件之间的消息传递。
优选地，所述几何模型模块包括：
几何特征数据导入模块，用于实现不同格式的几何图形文件的统一读取；
几何特征建模模块，提取导入的几何图形文件的几何特征数据，建立几何模型；
几何特征数据导出模块，用于导出几何模型数据文件。
更优选地，导入的所述几何图形文件的格式可以是、但不限于STP、STL、IGES格式。
优选地，所述网格划分模块将所述几何模型划分的网格单元类型包括、但不限于四面体网格、六面体网格、混合网格中的一种或几种。
优选地，所述参数设置模块包括、但不限于如下模块中的一种或几种：
材料定义模块：用于定义网格划分后的有限元模型局部或全部材料参数；
边界条件定义模块：用于定义需要求解分析的边界条件类型、各方向约束条件等；
工况定义模块：用于定义需要求解分析的工况参数，优选地，包括但不限于载荷类型、载荷数值、步长信息中的一种或几种；
有限元求解器选择模块：根据有限元模型选择参与有限元求解运算的有限元求解器；
有限元求解分析类型选择模块：根据所选择的有限元求解器选择有限元求解分析类型，所述有限元求解分析类型包括、但不限于结构分析、热分析、流体分析、光学分析、电磁分析、优化分析中的一种或几种。
本发明所述“边界条件”是：运动边界上方程组的解应该满足的条件。
优选地，所述多学科协同仿真平台还包括格式转换模块，将有限元模型数据文件的格式转换成与所述有限元求解器对应的文件格式。
优选地，所述多学科协同仿真平台还包括后处理模块，用于对所述求解分析模块计算的求解分析结果进行可视化处理，并生成运算结果报告。
更优选地，所述多学科协同仿真系统还包括数据库，用于存储导入的几何图形文件、几何模型模块生成的几何模型数据文件、网格划分模块生成的有限元模型数据文件、求解分析模块生成的求解分析结果数据文件以及所述后处理模块生成的运算结果报告。
更优选地，所述多学科协同仿真平台还包括三维显示模块，用于将导入的几何图形文件、几何模型模块生成的几何模型、网格划分模块生成的有限元模型以及后处理模块生成的求解分析结果返回至三维显示模块进行可视化显示。
进一步地，所述三维显示模块支持以彩色云图、矢量图、粒子流迹图、切面、表格或文本的形式进行显示。
优选地，所述多学科协同仿真系统还包括服务器端、客户端，所述服务器端采用分布式服务部署，支持tomcat应用服务器、oracle数据库或MySQL服务器。
本发明第二个方面是提供一种多学科协同仿真方法，包括：
A1，多学科协同仿真平台调用几何模型模块，读取导入的几何图形文件，提取几何特征数据，建立几何模型，并导出几何模型数据文件；
A2，所述多学科协同仿真平台调用网格划分模块，选择所述几何模型中需要划分网格的部分，或者选择全部几何模型，按照有限元方法将所述几何模型划分为对应的网格单元形状，得到有限元模型，生成相应文件格式的有限元模型数据文件；
A3，设置所述有限元模型的属性和求解条件，并设置有限元求解器以及有限元求解分析类型；
A4，所述多学科协同仿真平台将有限元模型数据文件的格式转换成与所述有限元求解器对应的文件格式；
A5，所述多学科协同仿真平台调用单一的有限元求解分析类型，对所述有限元模型进行有限元求解运算，得到求解分析结果，生成求解分析结果数据文件；
A6，通过迭代循环的方式，将前一次计算得到的求解分析结果中的全部或部分数据，作为边界条件或工况定义条件，耦合到后续其他有限元求解分析类型中，将所述求解分析结果作为边界条件或工况定义参与后续其他有限元求解分析类型的有限元求解运算中。
优选地，所述步骤A6中，所述耦合采用通用JSON及XML数据格式调用求解器接口，并通过CMAKE编译接口进行多种编程语言的编译链接，耦合过程中，多个软件之间的消息传递采用WebSocket通信协议。
优选地，所述步骤A3还包括、但不限于如下步骤中的一种或几种：
定义网格划分后的有限元模型局部或全部材料参数；
定义需要求解分析的边界条件类型、各方向约束条件等；
定义需要求解分析的工况参数，优选地，包括但不限于载荷类型、载荷数值、步长信息中的一种或几种；
根据有限元模型选择参与有限元求解运算的有限元求解器；
根据所选择的有限元求解器选择有限元求解分析类型，所述有限元求解分析类型包括、但不限于结构分析、热分析、流体分析、光学分析、电磁分析、优化分析中的一种或几种。
优选地，所述一种多学科协同仿真方法还包括：所述多学科协同仿真平台调用后处理模块对有限元求解运算得到的求解分析结果处理进行可视化处理，并生成运算结果报告。
优选地，所述一种多学科协同仿真方法还包括：将导入的几何图形文件、几何模型模块生成的几何模型数据文件、网格划分模块生成的有限元模型数据文件、有限元求解运算得到的求解分析结果数据文件以及所述后处理模块生成的运算结果报告存入数据库。
优选地，所述一种多学科协同仿真方法还包括：将导入的几何图形文件、几何模型模块生成的几何模型、网格划分模块生成的有限元模型以及后处理模块生成的求解分析结果返回至三维显示模块进行可视化显示。
更优选地，所述三维显示模块支持以彩色云图、矢量图、粒子流迹图、切面、表格或文本的形式进行显示。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1)提供一种多学科协同仿真系统，将光学、结构、热，流体，电磁等多种学科的分析工具，集成在一个仿真平台下运行，通过对结构，流体，光学，电磁等多物理场的耦合运算，实现对复杂环境下的产品分析，大大提高了产品设计仿真的速度和精度。
2)提供一种多学科协同仿真方法，能够支持上述一种多学科协同仿真系统的正常运行。
附图说明
构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的一种多学科协同仿真系统结构示意图。
图2是本发明优选实施例的协同仿真工作流程图。
具体实施方式
本发明提供一种多学科协同仿真系统及方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
图1给出了一种多学科协同仿真系统结构示意图。
如图1所示，本实施例的一种多学科协同仿真系统包括多学科协同仿真平台、数据库和三维显示模块。
所述多学科协同仿真平台包括几何模型模块、网络划分模块、参数设置模块、求解分析模块、多物理场耦合模块和后处理模块。其中，
几何模型模块，用于读取导入的几何图形文件，提取几何特征数据，建立几何模型，并导出几何模型数据文件。所述几何模型模块包括：1)几何特征数据导入模块，用于实现不同格式的几何图形文件的统一读取；2)几何特征建模模块，提取导入的几何图形文件的几何特征数据，建立几何模型；3)几何特征数据导出模块，用于导出几何模型数据文件。本实施例导入的所述几何图形文件的格式可以是、但不限于STP、STL、IGES格式，建立的几何模型为CAD模型，本实施例通过三维显示模块实现导入的几何图形文件和CAD模型的展示。CAD模型展示时可以选择如下几种模式：只展示CAD模型的表面、只展示CAD模型的线框或者两者均展示。
网格划分模块，用于选择所述几何模型中需要划分网格的部分，或者选择全部几何模型，按照有限元方法将所述几何模型划分为对应的网格单元形状，得到有限元模型，生成相应文件格式的有限元模型数据文件。所述网格划分模块将所述几何模型划分的网格单元形状包括、但不限于四面体网格、六面体网格、混合网格中的一种或几种。本实施例通过三维显示模块实现有限元模型的展示，以使工程师能够清晰可见划分后的网格。
参数设置模块，对所述有限元模型设置属性和求解条件，并设置有限元求解器以及有限元求解分析类型。具体地，所述参数设置模块包括、但不限于如下模块中的一种或几种：1)材料定义模块：用于定义网格划分后的有限元模型局部或全部材料参数；2)边界条件定义模块：用于定义需要求解分析的边界条件类型、各方向约束条件等；3)工况定义模块：用于定义需要求解分析的工况参数，优选地，包括但不限于载荷类型、载荷数值、步长信息中的一种或几种；4)有限元求解器选择模块：根据有限元模型选择参与有限元求解运算的有限元求解器；5)有限元求解分析类型选择模块：根据所选择的有限元求解器选择有限元求解分析类型，所述有限元求解分析类型包括、但不限于结构分析、热分析、流体分析、光学分析、电磁分析、优化分析中的一种或几种。本发明所述“边界条件”是运动边界上方程组的解应该满足的条件。本实施例支持多种开源的有限元求解器，这些有限元求解器能够支持多种类型的有限元求解分析，如结构分析、热分析、流体分析等。
求解分析模块，用于调用单一的有限元求解分析类型，对所述有限元模型进行有限元求解运算，得到求解分析结果，生成求解分析结果数据文件。求解分析结果返回至三维显示模块进行可视化显示。
多物理场耦合模块，通过迭代循环的方式，将之前某一次计算得到的求解分析结果中的全部或部分数据，作为边界条件或工况定义条件，耦合到后续其他有限元求解分析类型中，将所述求解分析结果作为边界条件或工况定义参与后续其他有限元求解分析类型的有限元求解运算中。多物理场耦合模块采用通用JSON及XML数据格式调用求解器接口，通过CMAKE编译接口进行多种编程语言的编译链接，并采用WebSocket通信协议实现多个软件之间的消息传递。
后处理模块，用于对所述有求解分析模块计算的求解分析结果进行可视化处理并生成运算结果报告。
此外，所述多学科协同仿真平台还包括格式转换模块，将有限元模型数据文件的格式转换成与所述有限元求解器对应的文件格式。
本实施例的一种多学科协同仿真系统的数据库，用于存储导入的几何图形文件、几何模型模块生成的几何模型数据文件、网格划分模块生成的有限元模型数据文件、求解分析模块生成的求解分析结果数据文件以及所述后处理模块生成的运算结果报告。
本实施例的一种多学科协同仿真系统的三维显示模块，用于将导入的几何图形文件、几何模型模块生成的几何模型、网格划分模块生成的有限元模型以及后处理模块生成的求解分析结果返回至三维显示模块进行可视化显示。所述三维显示模块支持以彩色云图、矢量图、粒子流迹图、切面、表格或文本的形式进行显示。
本实施例的一种多学科协同仿真系统基于Browser/Server，即浏览器/服务器结构，Browser客户端可以通过web浏览器直接浏览结果，支持WinXP以上操作系统。Server服务器端支持Windows Server操作系统，主要用于计算，数据的统一管理和各分析项目的保存。客户端作为协同工作的统一入口，访问协同设计仿真平台包含的所有模块和功能，并实现人机交互。服务器端通过tomcat应用服务器，oracle数据库、MySQL服务器等软件实现对多学科耦合仿真的高性能和高并行需求的支持。在服务器架设方面，采用分布式部署原则，防止由于把所有的服务都放到一个服务器上带来的风险。分布式服务部署是将多个服务分散至多台不同的物理服务器上，并通过TCP/IP协议或远程调用技术实现分布式部署服务的互访问。软件运行环境可基于局域网，运行环境硬件配置支持Xeon(至强)处理器或更高级别处理器，8G及以上内存，1TB存储以上服务器。
实施例二：
当多学科联合仿真为耦合仿真时，多学科协同仿真平台按照仿真试验流程、每个模型的过程参数文件，通过与每个模型每一计算步骤下的接口控制每个模型单步运行，实现各个异构模型运行过程的协调控制，并根据每个模型的模型参数文件以及各个交互模型的参数匹配关系，完成联合仿真，获取样本数据。具体如下：
图2给出了一种多学科协同仿真工作流程图。
如图2所示，具体包括如下步骤：
步骤A1，多学科协同仿真平台调用几何模型模块，读取导入的几何图形文件，提取几何特征数据，建立几何模型，并导出几何模型数据文件。
具体地，几何模型模块读取导入的几何图形文件，本实施例导入的所述几何图形文件的格式可以是、但不限于STP、STL、IGES格式。根据几何图形文件提取几何特征数据，包括几何维度和几何模型尺寸信息，调用CAD内核，建立CAD模型。用户通过三维显示模块可以查看和确认CAD模型。生成几何模型数据文件存入数据库，也可以根据用户需求导出。
步骤A2，所述多学科协同仿真平台调用网格划分模块，选择所述几何模型中需要划分网格的部分，或者选择全部几何模型，按照有限元方法将所述几何模型划分为对应的网格单元形状，得到有限元模型，生成相应文件格式的有限元模型数据文件。
具体地，三维显示模块显示所述几何特征模块建立的CAD模型后，所述多学科协同仿真平台调用网格划分模块选择所述几何模型中需要划分网格的部分，或者选择全部几何模型按照预设要求对CAD模型进行网格划分。其中，预设要求可以在所述多学科协同仿真平台上进行设置，比如，对网格划分的单元属性参数进行设置，规定网格划分的单元精细度以及网格划分的网格单元形状(网格单元形状包括、但不限于四面体网格、六面体网格、混合网格中的一种或几种)。划分网格后，得到的有限元模型返回三维显示模块展示，生成相应格式的有限元模型数据文件存入数据库。
步骤A3，设置所述有限元模型的属性和求解条件，并设置有限元求解器以及有限元求解分析类型。
具体地，用户可以选择有限元模型所使用的材料和型材等参数来定义有限元模型的属性，同时设定载荷和边界条件等有限元求解条件用于对有限元模型的求解。用户还可以选择用于有限元模型求解分析的有限元求解器以及选择有限元求解分析类型。本实施例支持多种开源的有限元求解器，这些有限元求解器能够支持多种类型的有限元求解分析，所述有限元求解分析类型包括、但不限于结构分析、热分析、流体分析、光学分析、电磁分析、优化分析中的一种或几种。
例如，有限元求解器选择ANSYS软件，ANSYS的求解模块是对有限元模型进行分析和处理。ANSYS支持以下有限元求解分析类型：
结构分析：结构分析是ANSYS最常用的一个应用领域。ANSYS能够对模型进行静力、非线性、动力学分析求解，并能对隐式模型、显示模型及显示—隐式—显示进行耦合求解。
热分析：系统内部温度及温度场的变化情况直接影响该系统的性能指标，ANSYS的热分析可以提供大量分析热模型并对这些物理量进行测定。目前，ANSYS能够对稳态温度场、瞬态温度场、相变、辐射等常用热分析模型进行很好的求解。
电磁分析：主要对电容、磁力线、电场分布、涡流及能量损失等电磁场问题进行分析求解。一般还用于变换器、发电机等装置的设计分析，其内容主要包括轴对称静磁场分析、交流磁场分析等。
流体分析：能对流体瞬态和稳态进行二维及三维动力学分析，并能对自由对流与强迫对流；层流、紊流；牛顿流与非牛顿流体等进行分析计算。
声场分析：能对流体介质中声波传递方式进行分析研究，而且也能对流体介质中的固态介质进行动态分析。其分析内容主要包括：声波在容器内的流体介质传播；声波在固体介质中的传播；水下结构的动力分析；无限表面吸收单元等。
本实例采用的求解器及分析类型为：
热分析：设置所述有限元模型的属性和热分析求解条件，并设置有限元求解器ANSYS热分析模块以及有限元求解分析类型为热分析。ANSYS能够对稳态温度场、瞬态温度场、相变、辐射等常用热分析模型进行很好地求解。
结构分析：设置所述有限元模型的属性和结构分析求解条件，将热分析结果映射到网格模型上作为输入条件，并设置有限元求解器ANSYS结构分析模块以及有限元求解分析类型为结构分析。ANSYS结构分析模块能够对模型进行静力、非线性、动力学分析求解，并能对隐式模型、显示模型及显示—隐式—显示进行耦合求解。
光学分析：设置所述有限元模型的属性和光学分析求解条件，并设置光学分析求解器CODEV以及求解分析类型为光学分析。CODEV软件采用其脚本SEQ语言接口进行集成开发，实现光学设计模型的修改转换功能。
步骤A4，所述多学科协同仿真平台将有限元模型数据文件的格式转换成与所述有限元求解器对应的文件格式。
具体地，根据用户选择的有限元求解器，将步骤A2网格化分得到的有限元模型的文件格式转换成与选择的有限元求解器对应的文件格式。其中，一种有限元求解器对应多种文件格式的有限元模型，因此需要进行文件格式的转换。
步骤A5，所述多学科协同仿真平台调用单一的有限元求解分析类型，对所述有限元模型进行有限元求解运算，得到求解分析结果，生成求解分析结果数据文件。
具体地，所述多学科协同仿真平台根据用户选择的有限元求解器，调用对应的有限元求解器，并按照预先设定的有限元求解分析类型，对文件格式转换后的有限元模型进行有限元求解运算，得到求解分析结果。求解分析结果返回至三维显示模块进行可视化显示。
步骤A6，通过迭代循环的方式，将前一次计算得到的求解分析结果中的全部或部分数据，作为边界条件或工况定义条件，耦合到后续其他有限元求解分析类型中，将所述求解分析结果作为边界条件或工况定义参与后续其他有限元求解分析类型的有限元求解运算中。
上述耦合采用通用JSON及XML数据格式调用求解器接口，并通过CMAKE编译接口进行多种编程语言的编译链接。耦合过程中，多个软件之间的消息传递采用WebSocket通信协议，并通过数据库接口支持Oracle、MySQL、SQLServer、DB2、Hbase等。
多物理场耦合模块是多学科仿真分析的基础，将单物理场的结果叠加在另一物理场中，求解出多场耦合的结果，使传统流程模板中的单物理场分析转变到多物理场耦合分析成为现实。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种多学科协同仿真系统，其特征在于：包括多学科协同仿真平台，所述多学科协同仿真平台包括：
几何模型模块，用于读取导入的几何图形文件，提取几何特征数据，建立几何模型，并导出几何模型数据文件；
网格划分模块，用于选择所述几何模型中需要划分网格的部分，或者选择全部几何模型，按照有限元方法将所述几何模型划分为对应的网格单元形状，得到有限元模型，生成相应文件格式的有限元模型数据文件；
参数设置模块，对所述有限元模型设置属性和求解条件，并设置有限元求解器以及有限元求解分析类型；
求解分析模块，用于调用各个单一物理场的有限元求解分析类型，对所述有限元模型进行有限元求解运算，得到求解分析结果，生成求解分析结果数据文件；
多物理场耦合模块，用于将各个单一物理场的有限元求解分析类型计算得到的求解分析结果中的全部或部分数据，进行多物理场耦合；所述多物理场耦合采用通用JSON及XML数据格式调用求解器接口，并通过CMAKE编译接口进行多种编程语言的编译链接。
2.根据权利要求1所述的一种多学科协同仿真系统，其特征在于：所述几何模型模块包括：
几何特征数据导入模块，用于实现不同格式的几何图形文件的统一读取；
几何特征建模模块，提取导入的几何图形文件的几何特征数据，建立几何模型；
几何特征数据导出模块，用于导出几何模型数据文件。
3.根据权利要求1所述的一种多学科协同仿真系统，其特征在于：所述参数设置模块包括、但不限于如下模块中的一种或几种：
材料定义模块：用于定义网格划分后的有限元模型局部或全部材料参数；
边界条件定义模块：用于定义需要求解分析的边界条件类型、各方向约束条件等；
工况定义模块：用于定义需要求解分析的工况参数，包括、但不限于载荷类型、载荷数值、步长信息中的一种或几种；
有限元求解器选择模块：根据有限元模型选择参与有限元求解运算的有限元求解器；
有限元求解分析类型选择模块：根据所选择的有限元求解器选择有限元求解分析类型，所述有限元求解分析类型包括、但不限于结构分析、热分析、流体分析、光学分析、电磁分析、优化分析中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种多学科协同仿真系统，其特征在于：所述多学科协同仿真平台还包括后处理模块，用于对所述求解分析模块计算的求解分析结果进行可视化处理，并生成运算结果报告。
5.根据权利要求4所述的一种多学科协同仿真系统，其特征在于：所述多学科协同仿真系统还包括数据库，用于存储导入的几何图形文件、几何模型模块生成的几何模型数据文件、网格划分模块生成的有限元模型数据文件、求解分析模块生成的求解分析结果数据文件以及所述后处理模块生成的运算结果报告。
6.根据权利要求4所述的一种多学科协同仿真系统，其特征在于：所述多学科协同仿真平台还包括三维显示模块，用于将导入的几何图形文件、几何模型模块生成的几何模型、网格划分模块生成的有限元模型以及后处理模块生成的求解分析结果返回至三维显示模块进行可视化显示。
7.根据权利要求1所述的一种多学科协同仿真系统，其特征在于：所述多学科协同仿真系统还包括服务器端、客户端，所述服务器端采用分布式服务部署，支持tomcat应用服务器、oracle数据库或MySQL服务器。
8.一种多学科协同仿真方法，其特征在于，包括：
A1，多学科协同仿真平台调用几何模型模块，读取导入的几何图形文件，提取几何特征数据，建立几何模型，并导出几何模型数据文件；
A2，所述多学科协同仿真平台调用网格划分模块，选择所述几何模型中需要划分网格的部分，或者选择全部几何模型，按照有限元方法将所述几何模型划分为对应的网格单元形状，得到有限元模型，生成相应文件格式的有限元模型数据文件；
A3，设置所述有限元模型的属性和求解条件，并设置有限元求解器以及有限元求解分析类型；
A4，所述多学科协同仿真平台将有限元模型数据文件的格式转换成与所述有限元求解器对应的文件格式；
A5，所述多学科协同仿真平台调用单一的有限元求解分析类型，对所述有限元模型进行有限元求解运算，得到求解分析结果，生成求解分析结果数据文件；
A6，通过迭代循环的方式，将前一次计算得到的求解分析结果中的全部或部分数据，作为边界条件或工况定义条件，耦合到后续其他有限元求解分析类型中，将所述求解分析结果作为边界条件或工况定义参与后续其他有限元求解分析类型的有限元求解运算中。
9.根据权利要求8所述的一种多学科协同仿真方法，其特征在于：所述步骤A6中，所述耦合采用通用JSON及XML数据格式调用求解器接口，并通过CMAKE编译接口进行多种编程语言的编译链接，耦合过程中，多个软件之间的消息传递采用WebSocket通信协议。
10.根据权利要求8所述的一种多学科协同仿真方法，其特征在于：所述步骤A3还包括、但不限于如下步骤中的一种或几种：
定义网格划分后的有限元模型局部或全部材料参数；
定义需要求解分析的边界条件类型、各方向约束条件等；
定义需要求解分析的工况参数，包括、但不限于载荷类型、载荷数值、步长信息中的一种或几种；
根据有限元模型选择参与有限元求解运算的有限元求解器；
根据所选择的有限元求解器选择有限元求解分析类型，所述有限元求解分析类型包括、但不限于结构分析、热分析、流体分析、光学分析、电磁分析、优化分析中的一种或几种。
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