CN112559351B - 一种cfd软件验证与确认数据库平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CFD软件验证与确认数据库平台，包括展示层、应用层、服务支撑层和资源层；所述展示层面向不同用户展示信息，并提供各项业务功能的快速入口；所述应用层为所述数据库平台提供各项具体功能，并通过集成接口，实现与外部系统的数据传输；所述服务支撑层主要提供基础性的功能组件或工具，分为服务器端组件和客户端插件；所述服务器端组件提供平台事务处理、数据接口、数据缓存、工作流引擎、报告生成和检索引擎；所述客户端组件主要包括数据建模工具、数据展现工具、数据导入工具、流程建模工具、数据处理分析工具；所述资源层提供支撑所述数据库平台运行的软硬件平台。本发明中的数据库平台为CFD软件验证与确认提供了专用数据库。

Description

一种CFD软件验证与确认数据库平台

技术领域

本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及一种CFD软件验证与确认数据库平台。

背景技术

随着航空航天技术和计算机技术的快速发展，计算流体力学(ComputationalFluid Dynamics，简称CFD)软件己经成为研究和设计航空航天飞行器的主要工具，近几年来关于CFD软件可信度保证的验证确认技术也成为国际和国内CFD行业讨论的热点之一。

CFD软件的验证确认研究与通常所说的软件测试有很大区别，根本原因是因为CFD数值模拟的可信度建立在误差分析的基础之上，CFD软件验证确认的主要对象不仅仅局限于软件本身的执行是否顺畅，能否得出预计结果，而且需要对误差的来源、范围以及相互影响进行测量和估计，得到一系列量化指标并加以评测。

误差是CFD软件可信度研究的核心问题，提高可信度归根到底是一个认识误差，减小误差的过程。CFD误差总的可以分为建模误差和数值误差两大类，建模误差来源于使用数学方法反映物理问题时的近似和假设，如：几何形状、数学公式、边界条件、湍流模型、流动参数等,包括输入模型的数据或测量数据不准确；数值误差归结于数学方程的数值解法,如：离散、人工耗散、不完全的迭代和网格收敛、动量能量质量的不完全守恒、内外流边界的不连续、计算的截断误差等。目前国际国内对误差的研究分析都局限于某一类误差，不同类误差之间的祸合关系研究进展缓慢。随着CFD数值模拟的功能日益增强，其执行软件的层次结构越来越复杂，软件执行的每一个环节都涉及误差和不确定性分析，但是目前对误差和不确定性的综合分析难以实现，工程化目标又需要对计算软件的性能进行量化评测，为工程化实施提供一定的指导意见，这样就形成了CFD软件验证确认研究的特点和难点。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种CFD软件验证与确认数据库平台，在CFD验证与确认的基本概念和方法基础上，依据标模数据规范，建立了一套用于CFD软件验证与确认研究的专用数据库，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种CFD软件验证与确认数据库平台，其特征在于：所述数据库平台包括展示层、应用层、服务支撑层和资源层；

所述展示层面向不同用户展示信息，并提供各项业务功能的快速入口；

所述应用层为所述数据库平台提供各项具体功能，满足各类数据使用人员对标模数据的入库、管理、查询、使用的需求，并通过集成接口，实现与外部系统的数据传输；

所述服务支撑层主要提供基础性的功能组件或工具；

所述资源层提供支撑所述数据库平台运行的软硬件平台。

进一步的，所述展示层通过门户UI向不同用户展示信息，所述不同用户包括领导及管理人员、数据维护人员和数据使用人员。

进一步的，所述门户UI向不同用户展示信息的具体方式为：数据使用人员查看和使用已入库的各类标模数据，数据维护人员进行标模数据的整理入库和模型维护，领导及管理人员可进行标模数据的统计和数据入库审批工作。

进一步的，所述应用层包括数据装入模块、数据管理模块、数据应用模块、文件在线展示模块、数据质检模块、元数据管理模块、系统管理模块和集成接口。

进一步的，所述数据装入模块包括数据录入单元、数据标准化单元、数据预处理单元、数据存储单元、数据校对审批单元；

所述数据管理模块包括数据动态建模单元、层次关系定制单元、数据基础管理单元；

所述数据应用模块包括数据浏览查询单元、数据下载单元、XML处理单元、数据统计单元、结构化数据展示拟合单元；

所述文件在线展示模块包括数据转换单元、文本展示单元、办公文件展示单元、图形文件展示单元、视频文件展示单元、数模文件展示单元；

所述数据质检模块包括质检规则管理单元、质检方案管理单元、数据检验分析单元、数据质检报告生成单元；

所述元数据管理模块包括元数据查询导出单元、元数据编辑单元、元数据更新单元；

所述系统管理模块包括用户管理单元、角色权限管理单元、组织架构管理单元、三员管理单元、日志管理单元、数据标记清理单元、数据备份单元；

所述集成接口与外部的自动化测试平台和可信度评价平台进行数据传输。

进一步的，所述服务支撑层包括服务器端组件和客户端插件；

所述服务器端组件包括工作流引擎组件、事务管理组件、报告生成组件、数据服务接口、检索引擎组件和缓存服务组件；

所述客户端组件包括数据建模工具、数据展现工具、数据导入工具、流程建模工具、数据处理分析工具。

进一步的，所述资源层包括数据库、文件系统、中间件Tomcat、操作系统、硬件服务器及存储设备。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，

1、本发明中CFD软件验证与确认数据库平台是在CFD验证与确认的基本概念和方法基础上，依据标模数据规范，建立用于验证与确认研究的专用数据库。数据库平台能够存储和管理风洞试验和数值计算得到的标模算例结果，能够处理模型、算例、网格文件、控制文件、边界条件文件、参考文献和试验报告等信息；具有数据装入、数据管理、数据应用、文件在线展示、质量检验、元数据管理、接口管理等功能，实现统计与权限控制等系统管理。通过接口为CFD软件自动化测试和可信度评价提供数据支撑，可靠、高效地服务于CFD软件的验证与确认工作，充分发挥CFD软件在工程应用和科研探索领域的巨大潜力。

2、本发明中的CFD软件验证与确认数据库平台在严格遵循有关法律、法规、国家标准和行业标准的基础上，进行统一的规划，在统一的规划方案指导下，逐步进行系统的实施，保证系统不但能满足当前业务的需要，也可为系统的扩展提供统一的信息标准。

3、本发明中的CFD软件验证与确认数据库平台具有实用性与先进性相结合的特点，从网络和系统的整体性出发，选择先进且成熟的技术、设计和开发思想进行系统的整体和框架设计，满足当前的需要，并适应未来的技术发展。系统操作简便、快捷，实用性强。

4、本发明中的CFD软件验证与确认数据库平台具有可维护性，易于应用，系统应该提供可视化操作界面，保持良好的人机交互性，一般用户就可以对系统进行维护支持，不需要用户具有专业的编程及数据库开发知识，以便在用户现场能快速得到应用实施。

5、本发明中的CFD软件验证与确认数据库平台具有灵活性、可扩展性和开放性，系统的建设充分考虑到将来业务发展的需要，系统的数据库、业务功能、数据编码等都易于扩充。系统的设计和开发具有一定的开放性，便于系统的维护、管理和集成。

6、本发明中的CFD软件验证与确认数据库平台的可靠性与安全性较高，系统建设将系统高可靠性、网络安全、信息保密等放在重要位置，建立一套安全管理机制，确保网络和系统稳定性和可靠性、高效性、安全性。

7、本发明中的CFD软件验证与确认数据库平台具有兼容性和延续性，系统具备标准的外部接口，可以和现存系统之间方便地进行数据交换，保证数据的一致性。系统具备严格的技术和业务规则、合理的业务流程、先进全面的管理手段。

8、本发明中的CFD软件验证与确认数据库平台具有很强的规范性，系统设计和开发每一步都遵循软件工程和信息系统建设的有关标准，文档、编码和最终产品都以标准方式完成。

附图说明

图1为本发明数据库平台总体架构图。

图2为本发明数据库平台标模录入界面；

图3为本发明数据库平台算例数据录入界面；

图4为本发明数据库平台XML文件示例；

图5为本发明数据库平台压缩文件示例；

图6为本发明数据库平台CFD验证与确认数据库入库内容；

图7为本发明数据库平台数据预处理流程；

图8为本发明数据库平台结构化数据存储界面；

图9为本发明数据库平台非结构化数据存储界面；

图10为本发明数据库平台数据入库审批流程；

图11为本发明数据库平台系统提供转换器结构；

图12为本发明数据库平台新增角色信息UI设计图；

图13为本发明数据库平台角色权限分配UI设计图；

图14为本发明数据库平台角色查询UI设计图；

图15为本发明数据库平台错误类型UI设计图；

图16为本发明数据库平台新增错误类型UI设计图；

图17为本发明数据库平台错误展现UI设计图。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1所示的一种CFD软件验证与确认数据库平台，包括展示层、应用层、服务支撑层和资源层；

所述展示层面向不同用户展示信息，并提供各项业务功能的快速入口；

所述应用层为所述数据库平台提供各项具体功能，满足各类数据使用人员对标模数据的入库、管理、查询、使用的需求，并通过集成接口，实现与外部系统的数据传输；

所述服务支撑层主要提供基础性的功能组件或工具；

所述资源层提供支撑所述数据库平台运行的软硬件平台。

进一步的，所述展示层通过门户UI向不同用户展示信息，所述不同用户包括领导及管理人员、数据维护人员和数据使用人员。

进一步的，所述门户UI向不同用户展示信息的具体方式为：数据使用人员查看和使用已入库的各类标模数据，数据维护人员进行标模数据的整理入库和模型维护，领导及管理人员可进行标模数据的统计和数据入库审批等工作。

进一步的，所述应用层包括数据装入模块、数据管理模块、数据应用模块、文件在线展示模块、数据质检模块、元数据管理模块、系统管理模块和集成接口。

进一步的，所述数据装入模块包括数据录入单元、数据标准化单元、数据预处理单元、数据存储单元、数据校对审批单元；

进一步的，所述数据录入单元包括标模基本信息录入、算例数据录入、相关文档(网格、外形、参考文献、报告等)等的录入，如附图2和附图3所示。

系统除提供Web页面分类录入数据外，还提供批量录入功能。用户可以将标模数据、算例数据、算例子表数据、状态数据以及结果数据按照一定的格式整理成XML文件，同时将网格文件、几何文件、引用文件等以文件的方式按照固定的结构放在与XML文件同级目录下，然后将整个文件打包成zip文件，进行上传。系统自动解析XML文件中的数据，将其结构化存储至相应的表中，其余文件作为附件存储，数据库中记录与算例数据的对应关系，XML文件格式如附图4所示。压缩文件结构如附图5所示；

数据录入时系统提供对数据的正确性进行校验，包括：数据类型校验(如应为数值类型的字段是否填入了非数值)、数据范围校验、数据长度校验(输入的长度是否超过了数据库中设置的字段长度)、数据的唯一性校验等。

同时调用数据质检工具对数据进行预处理。对于数据质检不通过，但是数据确实是真实有效的数据，用户可以进行手动干预，使数据可以正常入库。

进一步的，所述数据标准化单元包括，在CFD验证与确认数据库入库规范制定中，以算例为基本入库单元，完成相应的数据入库工作。对于每个算例的基本信息、几何数据、计算网格数据、计算状态、可比较数据、参考文献等数据，主要分为文本文件、二进制数据文件、图像文件、word文件、pdf文件等这几个类型。

CFD验证与确认数据库数据量较大，数据的存储、管理和数据交换都比较复杂，所以对于入库的主要数据，应尽量做到结构化、规范化和标准化。CFD验证与确认数据库入库标准化工作如附图6所示。

数据标准化功能包括标准参数管理以及参数校验等。

1)标准参数管理

标准参数管理功能包括标准参数新增、修改、删除、查询、导入以及导出等。

标准参数的命名建议标模收集小组对每个参数给出专业术语符号及可用的参数代码。

2)参数校验

数据导入时，校验数据文件中的参数是否与标准参数一致，不一致时给出错误提示。

进一步的，所述数据预处理单元具体包括：为保证导入数据的正确性，在进行数据等的录入之前需要进行充分的校验工作，对于不同专业不同类型的数据，往往校验规则不同。

系统提供规则校验库，提供定制化的校验规则供预处理使用。规则库在数据质检模块中进行维护，数据预处理时只需调用规则库进行校验即可，校验完成后方可发起审批流程。数据预处理的流程如附图7所示。

进一步的，所述数据存储单元具体包括：系统支持基于数据库的存储及访问，具备多种格式数据进行统一存储的功能。采用关系数据库+文件数据库组合方式存储，系统提供一套完备的、针对数据特点的存储模型和服务，主要如下：

结构化数据：能对数据进行解析处理成数据库表的数据称为结构化数据，系统是通过数据文件导入的方式进入系统，在系统中可以很方便的进行后续编辑录入查询分析等操作；预处理数据、结果数据可以通过结构化方式进行管理。系统以表格的方式存储和展示结构数据，如附图8所示：

非结构化数据：图片、声音、录像、报告等不需要分解或无法分解的文件，系统通过文件的方式进行管理。系统附件的方式展示非结构化数据，数据库中仅存储文件和数据的关联关系，支持文件夹分类存储。如附图9所示；

进一步的，所述数据校对审批单元具体包括：为保证算例数据入库信息的正确性，数据正式入库之前需要经过相关人员校对审批才能够入库。系统提供数据入库审批功能，审批流程如附图10所示：

1)流程设计。授权用户可以通过系统提供的流程设计工具，进行流程的设计工作，可以指定每一步的执行角色等信息，设置完成后，可以发布到服务端。

2)流程启动。算例数据上传人可以通过“发起流程”功能按钮，启动数据审批流程，流程发起时可以指定流程执行人员。

3)流程监控。用户可以通过“流程监控”按钮，查看数据审批流程的执行进度，系统提供图形的方式展示流程进度：

4)任务处理。系统提供“我的任务”功能，能够查看当前用户的所有待办任务和已办任务列表。在系统首页中，也提供待办任务显示列表，用户可在此处理任务。

进一步的，所述数据管理模块包括数据动态建模单元、层次关系定制单元、数据基础管理单元；

具体的，所述数据动态建模单元具体包括：系统需要提供动态建模管理功能，实现CFD验证与确认数据库的基础数据结构的灵活性和扩展性，也为将来适应与CFD软件可信度评价平台的数据交互变动提供可能。

数据建模工具功能主要包括：

1)创建数据模型

创建数据模型，数据模型为一组有关系数据的集合。允许有权限的用户创建数据模型，模型信息包括模型名称、类型、密级以及描述等；

2)创建数据类

数据类即数据库表。数据类保存至数据后，系统自动将数据库表转化为数据库中的实体类。允许有权限的用户创建数据类，数据类信息包括名称、显示名、排序方向、排序属性、唯一性约束、主键显示值等；

3)创建数据属性

数据属性及数据库字段，包括普通属性和关系属性。数据属性保存至数据库后，系统自动将数据属性转化为数据类的字段。允许有权限的用户创建数据属性，包括普通属性和关系属性，数据属性信息包括名称、显示名、数据类型、精度、唯一性、必要性、缺省值、属性约束等；

4)创建约束

数据约束包括枚举约束和数据表约束。枚举约束为一般不变的数据，如密级、性别等信息；数据表约束一般为可变的数据，如试验类型等。数据属性中可选择已创建的约束，在Web页面中以下拉框的方式展示。允许有权限的用户创建数据约束，包括枚举约束和数据表枚举约束，约束信息包括名称、显示名、数据类型以及属性值等，

5)创建视图

视图是由一张或多张有关联关系的表组成的，视图包括查询视图和统计视图两种。

进一步的，所述层次关系定制单元具体包括：在使用建模工具建立数据库模型信息后，通过层次关系定制工具把建立的数据模型与试验模型紧密直观的联系起来，形成层次关系导航。层次关系定制工具为奥蓝托公司提供的标准产品工具。

层析关系定制功能包括：

1)创建数据导航

提供可视化工具，可以快速设置数据之间的数据关系模板，设置完成后，可以保存的数据库中。允许有权限的用户创建数据导航，数据导航包括静态节点以及动态节点，每个节点都可以从数据库中选择相应的表及字段。层析关系定制完成后，可以保存到数据库中，

2)Web页面自动生成

系统能根据保存的数据层次关系模板，自动生成树形结构以及相应的数据列表页面，数据列表中自动包括新增、删除、修改、查询、详细以及导入、导出等按钮；

进一步的，所述数据基础管理单元具体包括以下子功能点：

1)标签管理

标签管理包括标签分类和标签两部分。标签管理包括标签分类和标签的新增、修改、删除以及查询等。

2)试验类型管理

维护试验类型信息，如气动力、气动热等数据。功能包括新增、修改、删除以及查询等。允许授权用户对试验类型进行管理，供算例子表使用。

3)文件类型管理

维护文件类型信息，如txt、xls、dat等。功能包括新增、修改、删除以及查询等。

4)文件类别管理

维护文件类别信息，如计算文件、网格文件、几何文件等。功能包括新增、修改、删除以及查询等。

进一步的，所述数据应用模块包括数据浏览查询单元、数据下载单元、XML处理单元、数据统计单元、结构化数据展示拟合单元；

进一步的，所述数据浏览查询单元具体包括：系统根据导航树和列表两种方式展示数据，提供快速查询方法，允许用户输入任意的查询关键字，对一个或多个对象属性进行查询，并支持组合查询和模糊查询功能。另外，系统提供关键字查询功能，提供多条件组合查询以及模糊查询两种方式，允许用户输入任意的查询关键字，对一个或多个对象进行查询。

1)数据浏览：系统使用导航树和列表的方式展示数据。

2)数据查询：系统提供导航树和列表两种方式展示试验数据，当用户清楚知道所需数据对应的分类方式，可以通过目录树快速找到数据的位置以满足该类查询的需求；也可以输入关键字直接进行查询；或者输入一个或多个关键字进行组合查询

进一步的，所述数据下载单元包括结构化数据导出和非结构化文件的下载。

1)结构化数据导出：用户通过各种查询方式，查询到相应的数据后，允许有权限的用户将数据导出成指定的格式。用户可以对结构化数据全部导出或者选择关注的变量进行部分导出。用户可通过“导出”功能按钮，导出自己所需的数据。

2)非结构化文件：对于几何文件、网格文件等以完整文件形式保存的数据文件，系统提供文件的直接下载，下载方式包括单文件下载和批量文件压缩后下载两种方式。用户查找到自己所需数据，直接点击进行下载，也可通过选择具体信息进行批量文件压缩的下载。

进一步的，所述XML处理单元：可以在线操作XML内容，实现XML格式文件导入与导出功能。

用户可以在系统界面下上传XML文件，XML文件经校验后保存到算例数据的XML字段中。系统提供图形化的XML编辑界面(类似XMLSPY等XML编辑器)，用户可以在线编辑XML内容，包括增加、修改、删除、改变顺序等。

进一步，数据统计单元帮助相关人员及时了解数据录入情况，统计内容包括标模数据统计、算例数据统计以及结果数据统计等。

1)数据统计：系统用户可以按照自己需要输入类型、时间、人员、部门等多种方式对标模数据、算例数据以及结果数据进行统计功能，统计结果能够以图形化的方式进行展示。

2)导出到本地：统计结果可以以指定格式导出到本地操作。

进一步的，所述结构化数据展示拟合单元能够以二维曲线的方式在线展示数据库中的结构化数据，并且在配置完成后，可以根据自己需求对曲线进行一系列的操作。数据绘图功能采用ActiveX插件的方式实现。

1)曲线配置：系统用户可以手动配置X轴、Y轴，配置完成后，即可生成相应的曲线。

2)曲线控制：系统用户在配置完成后，可以对曲线进行一系列的操作，包括状态复位、曲线复位、放大、选点、选线、曲线控制、标注、保存线、X十字光标、Y十字光标、修改标注、更改背景色、网格以及散点/折线等。用户通过点击对应功能的图标即可实现对应的操作。

进一步的，所述文件在线展示模块包括数据转换单元、文本展示单元、办公文件展示单元、图形文件展示单元、视频文件展示单元、数模文件展示单元；

具体的，转换器中心是本模块的核心模块，包括大量的数据格式转换包，并且可随着平台标模算例的增多不断扩展支持更多的数据格式。

本模块其内部分为服务器和浏览器端，工作原理如附图11所示：文件上传至服务器后，服务端转换器根据输入的类型进行不同文件解析并将转换后的文件也存储起来，当后期浏览器显示时，系统读取转换后的文件进行显示。原文件仅供下载使用。

系统提供的转换器包括：

1)Office转换器

采用java的office支持库poi进行开发。完成word、ppt、excel文档的转换，统一转换为pdf格式，便于浏览时直接打开。打开速度快，对浏览器兼容性好。

2)IGS/IGES文件转换器

IGS格式为标准数据交换格式之一，转换器主要功能为解析IGES文件格式并生成对应的点线面数据，同时生成对应的法向量数据，便于渲染时产生光照效果。支持规范为5.3。IGS转换器需要解析IGES文件主要包括文件头和数据段。

a)文件头

·开始段，代码为S该段是为提供一个可读文件的序言，主要记录图形文件的最初来源及生成该IGES文件的相同名称。IGES文件至少有一个开始记录。

·全局参数段，代码为G主要包含前处理器的描述信息及为处理该文件的后处理器所需要的信息。参数以自由格式输入，用逗号分隔参数，用分号结束一个参数。主要参数有：文件名、前处理器版本、单位、文件生成日期、作者姓名及单位、IGES的版本、绘图标准代码等。

·目录条目段，代码为D该段主要为文件提供一个索引，并包含每个实体的属性信息，文件中的每个实体都有一个目录条目，大小一样，由8个字符组成一域，共20个域，每个条目占用两行。

·参数数据段，代码为P该段主要以自由格式记录与每个实体相连的参数数据，第一个域总是实体类型号。参数行结束于第64列，第65列为空格，第66～72列为含有本参数数据所属实体的目录条目第一行的序号。

·结束段，代码为T该段只有一个记录，并且是文件的最后一行，它被分成10个域，每域8列，第1～4域及第10域为上述各段所使用的表示段类型的代码及最后的序号(即总行数)。

b)数据段

数据段包括直线、圆弧、变换矩阵、B样条曲线等，格式如下：

·直线

IGES文件中实体是有界的，每一点为起点P1，第二点为终点P2，参数数据为起点和终点的坐标P1(X1，Y1，Z1)，P2(X2，Y2，Z2)。直线实体的类型号为110，其定义如下:

110 1432 1 1 0 9 0 000020001D 2747

110 0 0 1 0 0D 2748

参数定义字段：

110，442.01251，-338.64197，0.，440.41876，-338.64197，0.；2747P1432

上式中，起点坐标为(442.01251，-338.64197，0.)，终点坐标(440.41876，-338.64197，0.)，2747表示该直线实体在目录条目段中的第一行序号，1432表示该直线实体在参数数据段中的序号。

·圆弧

IGES中圆弧由两个端点及弧的一个中心确定，该圆弧始点在先，终点随后，并以逆时针方向画出圆弧。参数数据为ZT，X1，Y1，X2，Y2，X3，Y3。ZT为XT，YT平面上的圆弧平行于ZT的位移量，(X1，Y1)为圆弧中心坐标，(X2，Y2)为圆弧起点坐标，(X3，Y3)为圆弧终点坐标。如果起点与终点坐标重合，则为一个整圆。圆弧的实体类型号为100，其定义为

100 6020 1 1 0 7841 8253 000010001D 8255

100 0 0 2 0 0D 8256

参数定义字段：

100，-1003.02643，-758.02863，-5144.16797，-758.02863，-5144.16797，8255P6020，-758.03094，-5146.36768

即位移为-1003.02643

圆心坐标为(-758.02863，-5144.16797)

起点坐标为(-758.02863，-5144.16797)

终点坐标为(-758.03094，-5146.36768)

·变换矩阵

变换矩阵在IGES中是一个特殊实体(“算子实体”)，借助于变换矩阵实体可以实现实体由定义空间到模型空间的转换。其转换可表示为

列向量[X1，Y1，Z1]是一个被变换向量，[X2，Y2，Z2]是变换后的向量，R＝[RIJ]是实数矩阵，T＝列[T1，T2，T3]是一个实数的3级行列向量，12个参数R11、R12、R13、T1、…、R31、R32、R33、T3全部为实数。

变换矩阵类型号为124，其定义如下

124 6034 1 1 0 7841 0 000000001D 8269

124 0 0 1 0 0D 8270

参数定义字段：

124，0.，0.，1.，0.，0.，1.，0.，0.，-1.，0.，0.，0.；8269P6034

上述变换矩阵的作用是将坐标(X1，Y1，Z1)变为(X2，Y2，Z2)，且X2＝Z1,Y2＝Y1,Z2＝-X1，即表示将某一实体绕Y轴旋转90°。

·有理B样条曲线

有理B样条曲线用来描述具有普遍意义的解析曲线，在实际工程中已广泛应用。它首先用于CAD/CAM技术的空间曲线，有理B样条曲线的参数数据有：K，M，P1，P2，P3，P4，T(-M)～T(N+M)，W(0)～W(K)，X0，Y0，Z0，…，XK，YK，ZK，V(0)，V⑴，XNORM，YNORM，ZNORM。

K为K次B样条曲线，M为基函数的阶，P1为平面标志，P2表示曲线的起点和终点是否重合，P3表示曲线是多项式或有理式，P4表示曲线对于其参数是否是周期性的，T(-M)～T(N+M)为节点序列，W(0)～W(K)为权值，X0，Y0，Z0，…，XK，YK，ZK为控制点，V(0)为起始值参数，V⑴终止值参数，XNORM，YNORM，ZNORM为单位法向。

有理B样条曲线实体的类型号为126，其定义为：

126 2253 1 1 0 3479 0 000000001D 3883

126 35 5 3 0 0D 3884

有理B样条曲线也可以表示一个优选的曲线类型，其类型由目录条目段中的格式参数确定，如3表示椭圆弧，2表示圆弧等。

3)STL转换器

STL为三角形网络的一种文件格式，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。转换器主要功能为解析STL文件格式并生成对应的三角形点数据和法向量数据。STL转换器需要解析STL文件格式如下：

a)Ascii码格式

solidfilenamestl//文件路径及文件名

facetnormalxyz//三角面片法向量的3个分量值

outerloop

vertexxyz//三角面片第一个顶点坐标

vertexxyz//三角面片第二个顶点坐标

vertexxyz//三角面片第三个顶点坐标

endloop

endfacet//完成一个三角面片定义

......//其他facet

endsolidfilenamestl//整个STL文件定义结束

b)二进制格式

UINT8//Header//文件头

UINT32//Numberoftriangles//三角面片数量

REAL32[3]//Normalvector//法线矢量

REAL32[3]//Vertex1//顶点1坐标

REAL32[3]//Vertex2//顶点2坐标

REAL32[3]//Vertex3//顶点3坐标

UINT16//Attributebytecountend//文件属性统计

4)STP转换器

STP文件是CAD的3D图形文件的格式(扩展名)，其中包含三维对象的数据，是基于ASCII格式符合STEP应用协议ISO10303-21标准的正文编码的交换结构的三维图像数据。STP文件由Express语言进行编写，转换器主要对Express语言进行转换。主要由SCHEMA和ENTITY组成。

5)3dxml转换器

3dxml格式主要是装配体格式，实际上是一个压缩文件，它由子装配体和零件组成，同时引用和实例进行复用。文件格式包括文件描述、环境参数和模型结构。

6)Tecplot转换器

Tecplot网格文件主要分为结构网格和非结构网格，转换器主要用于把结构和非结构网格转换为三角形数据并生成法向量，便于ActiveX进行渲染和光照显示。

a)非结构网格格式

该格式为一个参考的非结构网格格式。

VARiABLES＝"X","Y","Z","Fric","Pres","Heat"

ZoneT＝"90.0000km"N＝8574 E＝16764 F＝FEPOINT,ET＝TRIANGLE(编码方法)

文件第一行描述xyz坐标和附加参数，可以解析多个zone并进行组合显示。

b)结构网格

由点和面组成数据点，索引由3个(三角形)或4个(四边形)组成，解析时可以直接转换为三角形和四边形即可。

7)DXF转换器

DXF是Autodesk公司开发的用于AutoCAD与其它软件之间进行CAD数据交换的CAD数据文件格式。转换器主要对DXF文件进行解析，主要包括文件结构和实体数据。

ASCII格式的DXF可以用文本编辑器进行查看。DXF文件的基本组成如下所示：

·HEADER部分-图的总体信息。每个参数都有一个变量名和相应的值。

·CLASSES部分-包括应用程序定义的类的信息，这些实例将显示在BLOCKS、ENTITIES以及OBJECTS部分。通常不包括用于与其它应用程序交互的信息。

·TABLES部分-这部分包括命名条目的定义。

·BLOCKS部分-这部分包括Block Definition实体用于定义每个Block的组成。

·ENTITIES部分-这部分是绘图实体，包括Block References在内。

·OBJECTS部分--包括非图形对象的数据，供AutoLISP以及ObjectARX应用程序所使用。

·THUMBNAILIMAGE部分--包括DXF文件的预览图。

·END OF FILE。

进一步的，所述文本和办公文件展示单元具体包括：文档在线预览。在文件被调用时，系统加载文本及Office文档类预览插件，实现文档在线预览。本系统支持文本(txt、csv)、支持文档(word、pdf，ppt、excel、xml)，在线预览时能够调整文档的显示比例，对文档进行放大、缩小和缩放等重置操作。

所述图形文件展示单元支持图片文件在线打开，通过本模块中的图形文件展示插件，支持图片放大镜功能，可查看局部细节。本模块支持jpg、png、bmp等标准图片格式。

所述视频文件展示单元支持视频文件在线打开，通过本模块的视频文件展示插件(基于vlc插件)，支持视频avi、rmvb、mp4、mkv等常见视频格式，除正常的播放视频外，还提供调整视频的显示大小、调整播放速度、播放声音的大小以及暂停功能等。

所述数模文件展示单元在线预览支持的格式为3dxml、igs、stp、dwg、tecplot等。

进一步的，所述数据质检模块包括质检规则管理单元、质检方案管理单元、数据检验分析单元、数据质检报告生成单元；

质检规则管理单元：

质量规则定义提供了模板复制功能，增加了用户在规则定义过程中的便利性。规则支持自动检查，也支持规则建立过程中的人工检查，通过实时执行的结果可辅助用户调整规则的定义。

1)质量检验规则类型管理:授权用户可通过“新增”功能按钮，添加规则类型；授权用户可通过“修改”功能按钮，修改规则类型；授权用户可通过“删除”功能按钮，删除规则类型；授权用户可通过“查询”功能按钮，查询规则类型。

2)质量检验规则模板管理:授权用户可通过“新增”功能按钮，添加规则模板；授权用户可通过“修改”功能按钮，修改规则模板；授权用户可通过“删除”功能按钮，删除规则模板；授权用户可通过“查询”功能按钮，查询规则模板。

3)质量检验规则管理:授权用户可通过“新增”功能按钮，添加规则；授权用户可通过“修改”功能按钮，修改规则；授权用户可通过“删除”功能按钮，删除规则；授权用户可通过“查询”功能按钮，查询规则；授权用户可通过“复制”功能按钮，克隆规则；授权用户可通过“启用”功能按钮，启用规则；授权用户可通过“禁用”功能按钮，禁用规则。

质检方案管理单元：

对数据质量检验方案的定义和管理，包括检查范围、检查时间、检查规则、评分规则、评估报表等。

1)质检方案的新增(选择规则添加质检方案):授权用户可通过“新增”功能按钮，添加质检方案。

2)质检方案的编辑:授权用户可通过“修改”功能按钮，修改质检方案。

3)质检方案的删除:授权用户可通过“删除”功能按钮，删除质检方案。

数据检验分析单元：

系统能够对质检方案执行的结果自动进行分析，系统提供了多种分析手段，如趋势分析、占比、环比分析等，帮助用户从历史趋势、问题发生概率、问题发生数等多角度来分析数据质量。

质量检验分析功能包括：打开分析报表后，选择数据期、数据级次即可查询对应的数据质量分析结果；具体所能查询的结果包括各表问题数及趋势分析、各规则问题数情况表、各规则问题数及趋势分析、数据质量综合情况分析和字段数据质量明细。

数据质检报告生成单元：

生成质量检验分析结果后，系统可生成各类型质检报告,主要包括各机构-数据质量检查报告、数据期-质量检查报告、数据质量综合情况等。

进一步的，所述元数据管理模块包括元数据查询导出单元、元数据编辑单元和元数据更新单元；

具体的，元数据查询导出单元对元数据树上需要导出的元数据全部导出为Excel文件。

元数据编辑单元：对元数据信息进行维护，包括元数据的采集、编辑等。

本功能定义自动的、定时的采集任务。采集任务为自动调度的工作单元，为元数据的采集提供自动化的、周期性的，或指定某个时间触发的机制。

可以通过界面来维护任务，如新增、修改、删除，可以配置任务自动执行的时间、状态。

可以通过界面的方式“调整时间”，如按照：每分、每小时、每天、每周、每月、一次性多种方式来设置调度的时间间隔、起始日期与结束日期等。

元数据更新单元在主数据库结构改变时，需要对元数据进行更新，使其与主数据库保持一致。

进一步的，所述系统管理模块包括用户管理单元、角色权限管理单元、组织架构管理单元、三员管理单元、日志管理单元、数据标记清理单元、数据备份单元；

用户管理单元：

系统管理员可以对平台用户信息如：账号、姓名、密码、所属部门等进行维护，功能包含：

1)用户信息添加

添加平台新用户，维护用户基本信息。用户点击新增按钮可以新增用户信息；

2)用户信息修改

当用户信息发生变更时，修改用户基本信息。用户点击编辑图标，可以修改用户信息；

3)用户信息删除

删除用户。选中要删除的用户，并点击删除按钮，可以删除用户信息。

4)用户信息查看

角色权限管理单元：

系统通过角色，控制用户对平台功能的操作权限。角色和权限是多对多关系，一个角色可以拥有多个功能权限，一个功能也可以被多个角色所拥有。

安全保密管理员可以为角色分配用户、功能点、表访问权限等。

1)用户可以通过点击新增按钮为系统新增角色，UI设计如附图12所示；

2)用户双击角色信息列表中的某一条记录，可以为指定角色分配用户、功能点、业务模型等，UI设计如附图13所示；

3)点击查询按钮输入查询信息可以查询出指定的角色信息，UI设计如附图14所示。

组织架构管理单元包括新增、修改、删除等功能，

三员管理单元：

系统缺省设立系统管理员、安全保密管理员、安全审计员三个账号，并按国家相关保密要求，设置此三个账号对系统管理功能的使用权限。

系统管理员：

1)安全保密管理员默认账号system，主要管理用户和部门信息。

2)安全保密管理员

3)安全保密管理员默认账号为right，主要管理角色及权限信息等。

安全审计员

安全审计员默认账号为check，主要查看系统管理员和安全保密管理员的操作日志。

日志管理单元：

查看系统用户的操作日志，如：录入数据、修改数据、删除数据、新增用户、授予用户权限等。具体包括如下功能：

1)日志列表：日志信息列表展现了某台主机的用户操作某项功能的操作时间、操作结果、以及操作说明等信息；

2)点击统计，可以对指定操作信息进行统计；

3)点击备份按钮，可以将日志备份为本地文件；

4)点击查看备份按钮，可以将查看备份的日志记录，支持将备份文件的导入。

数据标记清理单元：

系统对入库的数据提供数据标记功能，并且列明标记问题分类和标记说明，提交给系统管理员，系统管理员登陆后系统会提示未处理标记，并且由系统管理员发起重新录入流程。

系统提供数据清理功能，可以定期清理作废数据，作废数据的规则可以是未关联数据、数据检验未通过数据、校对或审核未通过数据等。

1)错误类型：数据列表展现了用户定义的用户用于标记错误的不同类型，有标记颜色和错误说明等信息，UI设计如附图15所示。

2)用户点击新增按钮可以新增错误类型，UI设计如附图16所示。

3)对于已标记的有问题的数据，可以统一展现，并选择是否删除，UI设计如附图17所示。

数据备份单元：

为提高系统的安全性，确保数据的抗灾能力。系统提供了数据的物理/逻辑备份机制。通过备份机制能够备份和恢复整个数据库管理系统的物理数据库，包括全部的数据和文件信息。备份功能包括两种方式：定时备份与手动备份。

1)手动备份。点击“备份”按钮即可立即备份。

2)定时备份。设置定时备份时间，点击“新建定时任务”按钮，即可启动定时备份。

进一步的，所述集成接口与外部的自动化测试平台和可信度评价平台进行数据传输。

与外部的自动化测试平台接口：

自动化测试平台基于CFD验证与确认数据库中的算例来测试CFD软件修改是否正确。该系统提供的数据调用接口带有认证功能,根据访问用户的权限提供相应的数据。

与可信度评价平台平台接口：

CFD软件可信度评价平台基于CFD验证与确认数据库中的标模和算例，确定CFD的计算结果是否可靠。

CFD软件可信度评价平台通过调用本系统开放的数据查询接口，查看数据库中现有的标模和算例数据，找到所需的信息后，再通过集成数据库的数据调用接口获取数据，进而进行数据的分析利用。

该系统提供的数据调用接口带有认证功能,根据访问用户的权限提供相应的数据。

1)标模库系统获取算例列表接口

标模库系统接收外部系统的请求，根据流动特征(参数名标模库定义)、马赫数(参数名标模库定义)、算例名称(参数名标模库定义)作为筛选条件，参数可能为空(null)，为空表示查询所有，获取算例信息列表返回外部系统，作为外部系统的输入数据。

接口采取SOAP协议标准以webservice调用方式传输xml格式的数据，其参数信息如下表1所示。

表1标模库系统获取算例列表接口参数信息表

2)库系统获取算例详细信息接口

标模库系统接收外部系统的请求，根据算例唯一标识，查询标模库中算例详细信息，获取算例详细信息返回外部系统，作为外部系统的输入数据，如表2所示。

表2库系统获取算例详细信息接口参数信息表

3)获取状态数据接口

标模库系统接收外部系统的请求，根据算例唯一标识，查询标模库中算例的状态数据，获取算例状态返回外部系统，作为外部系统的输入数据。

采取SOAP协议标准以webservice调用方式传输xml格式的数据，如表3所示。

表3获取状态数据接口参数信息表

4)获取结果数据接口

标模库系统接收外部系统的请求，根据状态唯一标识，查询标模库中状态的结果数据，获取状态结果返回外部系统，作为外部系统的输入数据。

采取SOAP协议标准以webservice调用方式传输xml格式的数据，如表4所示

表4获取结果数据接口参数信息表

进一步的，所述服务支撑层包括服务器端组件和客户端插件；

所述服务器端组件包括工作流引擎组件、事务管理组件、报告生成组件、数据服务接口、检索引擎组件和缓存服务组件；

所述客户端组件包括数据建模工具、数据展现工具、数据导入工具、流程建模工具、数据处理分析工具。

进一步的，所述资源层包括数据库、文件系统、中间件Tomcat、操作系统、硬件服务器及存储设备。

进一步的，本发明中的数据库平台系统部署所需的设备清单如下表5所示。

表5设备数量及存储要求

系统运行的硬件环境如下表6所示，系统运行的软件环境如下表7所示。

表6系统运行的硬件环境要求(最低)

表7系统运行的软件环境要求

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种CFD软件验证与确认数据库平台，其特征在于：所述数据库平台包括展示层、应用层、服务支撑层和资源层；

所述展示层通过门户UI向不同用户展示信息，并提供各项业务功能的快速入口；所述不同用户包括领导及管理人员、数据维护人员和数据使用人员；所述门户UI向不同用户展示信息的具体方式为：数据使用人员查看和使用已入库的各类标模数据，数据维护人员进行标模数据的整理入库和模型维护，领导及管理人员进行标模数据的统计和数据入库审批工作；

所述应用层包括数据装入模块、数据管理模块、数据应用模块、文件在线展示模块、数据质检模块、元数据管理模块、系统管理模块和集成接口；所述应用层为所述数据库平台提供各项具体功能，满足各类数据使用人员对标模数据的入库、管理、查询、使用的需求，并通过集成接口，实现与外部系统的数据传输；

所述数据装入模块包括数据录入单元、数据标准化单元、数据预处理单元、数据存储单元、数据校对审批单元；数据录入单元在录入数据时系统提供对数据的正确性进行校验，包括：数据类型校验、数据范围校验、数据长度校验、数据的唯一性校验；同时调用数据质检工具对数据进行预处理，对于数据质检不通过，但是数据确实是真实有效的数据，用户能够进行手动干预，使数据正常入库；数据标准化单元对数据进行标准参数管理和参数校验；数据存储单元采用关系数据库+文件数据库组合方式存储；

所述数据管理模块包括数据动态建模单元、层次关系定制单元、数据基础管理单元；所述数据动态建模单元的功能包括：创建数据模型，创建数据类，创建数据属性，创建约束，创建视图；所述层次关系定制单元的功能包括：创建数据导航和Web页面自动生成；所述数据基础管理单元的功能包括：标签管理，试验类型管理、文件类型管理和文件类别管理；

所述数据应用模块包括数据浏览查询单元、数据下载单元、XML处理单元、数据统计单元、结构化数据展示拟合单元；

所述文件在线展示模块包括数据转换单元、文本展示单元、办公文件展示单元、图形文件展示单元、视频文件展示单元、数模文件展示单元；

所述数据质检模块包括质检规则管理单元、质检方案管理单元、数据检验分析单元、数据质检报告生成单元；所述质检规则管理单元的功能包括：质量检验规则类型管理，质量检验规则模板管理和质量检验规则管理；质检方案管理单元对数据质量检验方案的定义和管理，包括检查范围、检查时间、检查规则、评分规则、评估报表；所述数据检验分析单元对质检方案执行的结果自动进行分析，包括趋势分析、占比、环比分析；所述数据质检报告生成单元生成质量检验分析结果后，系统生成各类型质检报告,包括各机构-数据质量检查报告、数据期-质量检查报告、数据质量综合情况；

所述元数据管理模块包括元数据查询导出单元、元数据编辑单元、元数据更新单元；

所述系统管理模块包括用户管理单元、角色权限管理单元、组织架构管理单元、三员管理单元、日志管理单元、数据标记清理单元、数据备份单元；

所述集成接口与外部的自动化测试平台和可信度评价平台进行数据传输；

所述服务支撑层提供基础性的功能组件或工具，包括服务器端组件和客户端组件；所述服务器端组件包括工作流引擎组件、事务管理组件、报告生成组件、数据服务接口、检索引擎组件和缓存服务组件；所述客户端组件包括数据建模工具、数据展现工具、数据导入工具、流程建模工具、数据处理分析工具；

所述资源层提供支撑所述数据库平台运行的软硬件平台，包括数据库、文件系统、中间件Tomcat、操作系统、硬件服务器及存储设备。

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