一、項目內(nèi)容圍繞物理系統(tǒng)的優(yōu)化設計與性能驗證,對現(xiàn)有的專用裝備數(shù)字化設計平臺進行定制化的功能集成與擴展,推進以系統(tǒng)工程方法開展基于模型驅(qū)動的多專業(yè)協(xié)同設計、基于模型驅(qū)動的流程化性能設計、物理系統(tǒng)數(shù)字化設計方案的多方案設計與優(yōu)選等工作,實現(xiàn)基于數(shù)字化平臺的物理系統(tǒng)及重要部件參數(shù)化設計,形成物理系統(tǒng)數(shù)字化設計模式。二、技術要求1物理系統(tǒng)模型庫定義(1)參數(shù)模型管理。實現(xiàn)物理系統(tǒng)參數(shù)模型的分類管理,在數(shù)字化平臺中根據(jù)機型和研制階段,對物理系統(tǒng)的模型進行分組分層管理;支持參數(shù)模型的有效性管理,能夠?qū)ξ词褂玫膮?shù)模型進行刪除操作,能夠?qū)Σ贿m用的參數(shù)模型更改為不可用狀態(tài),被刪除或被標注為不可用的模型不能被使用;(2)參數(shù)模型定義。實現(xiàn)物理系統(tǒng)的參數(shù)模型定義,能夠描述物理系統(tǒng)的基本信息,展示模型的使用場景和使用方法;(3)參數(shù)模型修改和繼承。支持對已構建的參數(shù)模型進行修改,在參數(shù)模型定義后,能夠?qū)δP瓦M行再編輯,修改模型的屬性信息;參數(shù)模型支持繼承能力,能夠根據(jù)參數(shù)模型派生出同類型的模型,派生的模型具備參數(shù)模型的所有屬性,派生模型可以在此基礎上補充自身的特有屬性;(4)提供參數(shù)模型的檢索能力,能夠在模型庫中根據(jù)模型名稱,查詢到模型的具體位置,展示模型的詳細信息;(5)實現(xiàn)已有物理系統(tǒng)參數(shù)模型的定制化改造,梳理已有參數(shù)模型的建設成果,根據(jù)本次機型的設計要求,對已有成果進行適配性修正,滿足模型間的設計約束。2物理系統(tǒng)模型參數(shù)定義(1)支持在參數(shù)模型中描述物理場特征,支持高度、角度、直徑等結構參數(shù)和流量、溫度、壓強等邊界參數(shù)的設置,模型參數(shù)以條目化的形式進行管理;;(2)模型參數(shù)具備屬性信息,屬性包括:名稱、單位、默認值、數(shù)據(jù)類型、描述等基本屬性;(3)模型參數(shù)提供的數(shù)據(jù)類型包括:浮點數(shù)、整數(shù)、文字、布爾、枚舉等基礎數(shù)據(jù)類型;(4)模型參數(shù)支持結構化分類,能夠?qū)?shù)進行分組管理,建立參數(shù)之間的層級關系;(5)支持模型參數(shù)的動態(tài)擴展能力,能夠?qū)?shù)進行新增、編輯、刪除、移動等操作;(6)實現(xiàn)參數(shù)在物理系統(tǒng)內(nèi)部及與其他(分)系統(tǒng)間的自動化傳遞,支持數(shù)據(jù)依賴關系的自定義設置和可視化呈現(xiàn)。3任務模型定義(1)支持任務模型構建,根據(jù)不同設計建立專屬任務模型,模型具備基本信息,能夠描述模型的用途;(2)任務模型支持輸入?yún)?shù)的定義,輸入?yún)?shù)用于為任務提供初始設計條件;(3)任務模型支持輸出參數(shù)的定義,輸出參數(shù)用于存儲任務執(zhí)行后的結果數(shù)據(jù);(4)輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)能夠選擇參數(shù)來源,可以從已有的參數(shù)模型中引用參數(shù),實現(xiàn)設計參數(shù)與任務參數(shù)的聯(lián)動;(5)支持配置仿真工具的調(diào)用指令,能夠為任務預設配套的仿真工具,給仿真工具提供計算文件、啟動參數(shù)等信息。4流程梳理與建模(1)支持設計流程建模,對梳理出工作介質(zhì)的物理系統(tǒng)設計流程進行分解,通過圖形化建模形成設計流程圖;(2)支持在流程圖中建立任務節(jié)點,任務節(jié)點在創(chuàng)建時能夠引用已建立的任務模型,建立流程與任務的關聯(lián);(3)流程圖能夠支持建立串行、并行、分支、合并等流程關系;(4)流程圖能夠支持流程走向的控制,具備流程的分支判定,根據(jù)關鍵節(jié)點的判定結果控制后續(xù)流程的走向。5流程執(zhí)行與監(jiān)控(1)實現(xiàn)流程的自動化執(zhí)行,能夠在已有的流程圖中選擇一個流程啟動,自動生成任務;(2)能夠為任務指派負責人,可以流程圖中為任務節(jié)點選擇負責人,由負責人完成任務工作;(3)實現(xiàn)流程任務數(shù)據(jù)的自動化傳遞,任務之間能夠自動化傳遞涉及的參數(shù)值;(4)提供流程執(zhí)行狀態(tài)的實時監(jiān)控,能夠在流程圖上展示整體的進度,識別流程中已完成的任務、進行中的任務和待執(zhí)行的任務。6任務執(zhí)行(1)支持任務的邏輯仿真運行,能夠通過工具的調(diào)用信息,自動化準備工具的運行環(huán)境,調(diào)用計算工具執(zhí)行仿真計算;(2)支持任務的文檔管理,能夠?qū)θ蝿丈傻慕Y果文件提供統(tǒng)一管理能力,具備文件上傳、下載功能;(3)支持任務狀態(tài)控制,任務負責人根據(jù)任務的執(zhí)行進度,更新任務狀態(tài),任務狀態(tài)包括:未開始、執(zhí)行中、已完成等工作階段。7基于Fortran語言的源代碼集成(1)對已有Fortran語言開發(fā)的模塊進行更新升級,包括:流場、質(zhì)量分數(shù)場、能量損耗等專用程序;(2)開放新增程序或不同語言程序的集成接口,實現(xiàn)同一數(shù)字化平臺環(huán)境下計算模型、邊界條件、計算結果等方面關鍵參數(shù)的傳遞;(3)制定自編程序及原理模型的標準化接口協(xié)議,提供程序封裝工具,定義數(shù)據(jù)格式,支持程序在平臺中的動態(tài)調(diào)用、數(shù)據(jù)交互。8多方案設計及管理(1)支持多方案管理功能,能夠根據(jù)設計要求分類管理方案數(shù)據(jù);(2)具備批量生成設計方案的能力,可以對輸入的參數(shù)配置變化區(qū)間,自動生成多套方案設計參數(shù);(3)輸入?yún)?shù)的配置方法支持離散型數(shù)據(jù)和區(qū)間步長設置,并根據(jù)輸入?yún)?shù)的配置方法生成方案數(shù)據(jù)。(4)提供方案對比視圖,支持關鍵參數(shù)、性能指標的多維度對比(如雷達圖、散點矩陣),至少支持單因素與優(yōu)化目標參數(shù)間的變化規(guī)律曲線及數(shù)據(jù)表格輸出。(5)圖表支持標題顏色、字體等屬性參數(shù)設置功能。(6)支持用戶自定義選擇數(shù)據(jù)進行變化規(guī)律曲線的設定。(7)支持變化規(guī)律曲線的線型選擇、顏色設定功能。9多方案智能優(yōu)選(1)在平臺中開發(fā)集成包括但不限于NSGA-Ⅱ、MOPSO等優(yōu)化算法,支持設計人員在物理系統(tǒng)優(yōu)化計算中選擇優(yōu)化算法,平臺支持特定功率的單目標優(yōu)化設計和多目標優(yōu)化計算;(2)NSGA-Ⅱ算法支持種群大小、初始種群取樣方法、交叉操作、變異操作等參數(shù)設定,能夠根據(jù)設定參數(shù)調(diào)整樣本取值。(3)MOPSO算法支持種群規(guī)模、慣性權重、加速常數(shù)等優(yōu)化算法參數(shù)的設定功能,能夠根據(jù)設定參數(shù)調(diào)整樣本取值。(4)物理系統(tǒng)優(yōu)化計算過程支持設計參數(shù)、目標參數(shù)、設計約束的定義功能,包括取值范圍和權重系數(shù)的設置,以及優(yōu)化算法參數(shù)的配置選項。(5)基于集成的優(yōu)化算法,完成流場、質(zhì)量分數(shù)場、能量損耗專用程序的多方案優(yōu)化案例集成開發(fā)。(6)支持最優(yōu)設計方案設計結果數(shù)據(jù)的輸出功能,允許設計人員基于最優(yōu)方案或次優(yōu)方案對設計參數(shù)進行修正,進而驅(qū)動專用程序進行重新計算;(7)平臺支持設計人員選擇優(yōu)化方案數(shù)據(jù)進行對比顯示,提供曲線圖、散點圖等多種圖形化展示方式;(8)在平臺上預留試驗數(shù)據(jù)導入的接口,提供試驗數(shù)據(jù)與仿真計算結果的對比功能。(9)支持偏差統(tǒng)計的計算,支持物理系統(tǒng)設計人員選擇封裝的偏差統(tǒng)計計算方法完成偏差統(tǒng)計計算。(10)偏差統(tǒng)計計算模塊提供如均方誤差、最大偏差值等計算方法。(11)提供基于最終方案數(shù)據(jù)及與實驗數(shù)據(jù)對比結果的仿真計算報告生成功能。
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