何 磊，赫 新，馬 戎，張益榮，張來平

（1.中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所，四川綿陽 621000；2.空氣動力學國家重點實驗室，四川綿陽 621000）

大型CFD軟件自動化測試平臺的初步設計與實現(xiàn)

何 磊1，＊，赫 新1，2，馬 戎1，張益榮1，張來平1，2

（1.中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所，四川綿陽 621000；2.空氣動力學國家重點實驗室，四川綿陽 621000）

針對大型通用CFD軟件研制的需求，為了提升CFD軟件的開發(fā)效率，初步設計與開發(fā)了一個CFD軟件自動化測試平臺。該平臺基于MySQL數(shù)據(jù)庫，通過前臺界面和遠程集群后臺管理程序的網(wǎng)絡信息交互，實現(xiàn)了自主研發(fā)的通用CFD軟件平臺（HyperFLOW）的自動測試及驗證與確認。根據(jù)需要適當修改前置處理接口，該平臺亦可推廣應用于其他CFD軟件的自動測試。本文重點介紹了平臺的基本框架和總體設計思路、平臺的數(shù)據(jù)庫和前臺管理GUI設計、網(wǎng)絡交互和后臺管理等，并利用典型算例對計算結(jié)果的驗證與確認過程進行了簡要介紹，最后對平臺構(gòu)建的后續(xù)工作進行了展望。

自動化測試；驗證與確認；HyperFLOW軟件；CFD軟件開發(fā)；GUI設計；MySQL數(shù)據(jù)庫

0 引 言

隨著綜合國力和科學技術(shù)的發(fā)展，我國飛行武器裝備和航空航天飛行器研制正面臨發(fā)展轉(zhuǎn)型，將逐步擺脫仿制、跟蹤、再現(xiàn)的發(fā)展模式，轉(zhuǎn)向自行設計、自主創(chuàng)新的發(fā)展階段，核心技術(shù)的獲取只能通過自主創(chuàng)新。在新一代重大武器型號的研制中，存在著大量關(guān)鍵氣動技術(shù)。現(xiàn)有風洞試驗難以給出這些新型型號飛行包線內(nèi)的全部氣動數(shù)據(jù)，其中的很多狀態(tài)必須依靠CFD給出，而CFD提供數(shù)據(jù)的可信度是當前迫切需要解決的問題。

由于CFD在型號研制中的作用越來越大，型號單位紛紛建立自己的CFD團隊，但是他們在獨立自主開發(fā)CFD軟件方面的能力較弱，于是大量引進商業(yè)CFD軟件，一大批國外商業(yè)CFD軟件涌入我國市場，在市場競爭中占據(jù)很大優(yōu)勢。而他們的成功經(jīng)驗之一是引入了ISO認證體系，軟件一般經(jīng)過了比較嚴格的驗證與確認（V＆V）。

CFD的驗證與確認研究在國外一直受到高度重視［1－7］，如NASA和AIAA數(shù)值模擬軟件驗證與確認系列研究（阻力預測DPW系列研討會、高升力預測HiLift系列研討會、高精度High－Order系列研討會等），歐盟框架計劃項目：QNET－CFD、FLOMANIA和DESider等［8］。在此基礎上，他們建立了系列專業(yè)的CFD驗證與確認數(shù)據(jù)庫。但是，在作者所了解的范圍內(nèi)，尚未見到關(guān)于CFD軟件自動化測試平臺方面的報道。

國內(nèi)的CFD應用已在航空航天飛行器設計和流體力學基礎研究方面發(fā)揮著越來越重要的作用。相關(guān)研究機構(gòu)和高等院校均開發(fā)有自己的專業(yè)CFD軟件，但是這些軟件的適應性較國外軟件有一定的差距，急需發(fā)展我國自主知識產(chǎn)權(quán)的通用CFD軟件平臺。而軟件的測試及驗證與確認無疑是非常關(guān)鍵的問題。

國內(nèi)學術(shù)界和工業(yè)界已經(jīng)逐步認識到CFD的驗證與確認研究的重要性，一些前期基礎研究工作已經(jīng)開展。如張涵信、鄧小剛、陳堅強等從基礎認識到方法應用方面開展了相關(guān)的研究工作［9－11］；白文、李立等在空氣動力預研項目的支持下，在國內(nèi)較早開展了驗證與確認研究工作，并初步設計了驗證與確認共享數(shù)據(jù)庫，利用這些數(shù)據(jù)資源進行了航空CFD的驗證與確認工作［12］；沈泓萃［13］等依照ITTC推薦規(guī)程，對船舶CFD不確定度的分析方法進行了一些探討，并進行了一些初步的應用實踐。飛行器設計部門以召開數(shù)據(jù)對比會的形式，對特定流動速域飛行器標模亦開展了CFD數(shù)據(jù)的可信度分析工作。與此同時，在國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973）項目資助下，由空氣動力學國家重點實驗室牽頭組織、國內(nèi)多家單位參與，開展了航空可信度系列研究活動，并取得了初步成績［14］。但是整體而言，相對日益增長的不確定度研究和CFD軟件驗證與確認的需求而言，仍存在較大的差距。主要體現(xiàn)在以下方面：

1）可用于CFD軟件驗證與確認的開放共享數(shù)據(jù)庫比較缺乏，國內(nèi)相關(guān)單位僅能對一些簡單的標模問題，利用國外文獻數(shù)據(jù)，開展粗略的驗證與確認。

2）缺乏可用于CFD軟件驗證與確認的自動化軟件平臺。中航工業(yè)631所研制了一款CFD可信度分析平臺WiseCFD，提供了相關(guān)的可信度分析工具［15］，而西安電子科技大學的孫久振［16］設計開發(fā)了基于OSGi的CFD可信度分析平臺，在軟件集成、項目管理、計算結(jié)果顯示等方面開展了研究。但是以上工作對于CFD軟件的自動化測試方面涉及較少。

CFD的驗證與確認是一項系統(tǒng)工程，國外CFD軟件的每一處細小的改動，均需要經(jīng)過系列算例的嚴格對比計算，方可在新版本的軟件中得到認可。由于我國自主CFD軟件正處于蓬勃發(fā)展之中，軟件的系統(tǒng)測試是軟件升級過程中必不可少的流程，而目前只能依靠開發(fā)者人工發(fā)送計算作業(yè)，手動收集計算結(jié)果進行對比分析，這占去了CFD軟件開發(fā)者的大量時間，嚴重影響了大型CFD軟件的開發(fā)效率。

為了提高大型CFD軟件的開發(fā)效率，減少測試工作對于人力資源的過多占用，本文在自主研發(fā)的通用CFD軟件（HyperFLOW）基礎上，開展了自動化的測試及驗證與確認平臺的研制工作。通過研究，初步實現(xiàn)了本地算例管理、遠程算例計算和計算結(jié)果自動收集與分析等功能，初步具備了自動化測試的能力。該平臺性能的提升將對CFD軟件的開發(fā)具有十分重要的推動作用。

1 通用CFD軟件－HyperFLOW簡介

HyperFLOW（Hybrid Platform for Engineering and Research of FLOWs）軟件平臺是在中國空氣動力研究與發(fā)展中心自主發(fā)展的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)主力軟件的基礎上，獨立開發(fā)的一款面向工程應用和學術(shù)研究的通用CFD軟件平臺。該軟件借鑒了面向?qū)ο蟮拇笮蛙浖O計理念，采用C＋＋語言編程。為了適應結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和混合網(wǎng)格的計算，設計了具有良好通用性、可擴展性的體系結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)［17］；提出了“運行數(shù)據(jù)庫”的概念，用于各類數(shù)據(jù)的管理和調(diào)用，實現(xiàn)了在同一軟件平臺上，結(jié)構(gòu)解算器和非結(jié)構(gòu)解算器的獨立運行，并初步實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)解算器和非結(jié)構(gòu)解算器的同步耦合計算［17－19］。

HyperFLOW的核心計算模塊采用二階精度的格心型有限體積方法。無粘項通量計算集成了Roe、VanLeer、AUSM、Steger－Warming等格式；通過梯度重構(gòu)得到二階精度的物理量分布。為了抑制激波附近的振蕩、保持單元內(nèi)物理量分布的單調(diào)性，集成了多種限制器。粘性項采用中心格式計算，而湍流效應通過“松耦合”湍流模型方程的形式進行求解。目前已集成了SA一方程湍流模型和SST兩方程湍流模型，以及相關(guān)的改進模型；湍流模型方程本身的計算與N－S方程的求解類似。時間離散集成了顯式Range－Kutta、隱式LU－SGS方法等。為了適應工程計算的需求，兩種解算器均發(fā)展了基于網(wǎng)格分區(qū)的大規(guī)模并行計算技術(shù)。關(guān)于該軟件的設計思想和研究進展，請參見文獻［17－19］。

2 自動化測試平臺頂層設計方案

該自動化測試平臺設計的總體思路是：通過建立規(guī)范統(tǒng)一的V＆V數(shù)據(jù)庫輸入和輸出標準，在CFD軟件代碼更改的情況下，利用交互式GUI操作界面，自動進行代碼編譯，對指定算例和備選算例實時遠程計算，收集計算結(jié)果并對計算結(jié)果進行對比分析，給出計算結(jié)果的不確定度。該平臺總體設計框架如圖1所示，具體的技術(shù)路線如下：

圖1 平臺總體方案設計圖Fig.1 Frame structure of the platform

1）利用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲標準算例信息，對于每次測試的信息進行分析后分類存儲。使用標準SQL語言實現(xiàn)對于算例信息的添加、查詢、刪除和更改等操作，并實現(xiàn)對于每次算例測試信息的查看和實驗結(jié)果對比分析等功能。

2）在CFD軟件版本更新或直接提交CFD軟件可執(zhí)行代碼的情況下（如自主開發(fā)的HyperFLOW軟件系統(tǒng)，在軟件版本升級或局部修改后，一旦提交給SVN版本控制服務器，即可自動編譯生成可執(zhí)行代碼），對于算例庫中的選定算例進行自動測試，每次測試結(jié)果給出結(jié)果分析，并保存每次分析記錄。

3）在集群環(huán)境下計算，可以進行遠程控制。后臺管理的實現(xiàn)基于Python和Shell script，完成算例的配置、作業(yè)管理、進度跟蹤和計算完成后的分析歸檔等任務；前臺界面實現(xiàn)基于QT，實現(xiàn)算例的管理、測試的監(jiān)控和分析結(jié)果的查看等功能。前后臺網(wǎng)絡交互通過Python語言的網(wǎng)絡模塊實現(xiàn)。

初步設計的功能模塊包含：算例管理模塊、測試管理模塊、結(jié)果分析和查詢模塊等。

3 自動化測試平臺數(shù)據(jù)庫設計

MySQL是一種開放源碼的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，采用最常用標準化語言訪問數(shù)據(jù)庫，具備體積小、速度快、總體運行成本低等特點，尤其是開放源碼這一特點，一般中小型網(wǎng)站開發(fā)都選擇MySQL作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。

基于上述原因，平臺采用MySQL作為后臺數(shù)據(jù)庫，用于對算例和測試等信息進行管理。其主要數(shù)據(jù)庫表包含：

1）算例信息表cases。算例信息表用于存儲算例信息，包含算例添加者名字add＿user，添加時間add＿time，算例名稱case＿name，聲速范圍speed＿range，外形configuration，網(wǎng)格文件gridfile，壁面文件wallDistanceFileName，算例狀態(tài)參數(shù)編號state＿id，算例說明case＿caption，算例驗證說明vv＿caption，是否標準算例isStandard等。

2）算例狀態(tài)參數(shù)表state＿parameter。包含算例的狀態(tài)參數(shù)信息，如迎角attackd，側(cè)滑角sideslipd，馬赫數(shù)reference＿mach＿number，雷諾數(shù)Reynolds＿number，計算模型iviscous，最大迭代步數(shù)maxsimustep，壁面溫度twall，網(wǎng)格類型gridtype，來流溫度reference＿temperature＿dimensional，時間離散格式tscheme，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格離散格式str＿scheme＿name，非結(jié)構(gòu)空間離散格式unstr＿scheme＿name等等。

3）測試單基本信息表test＿bases。測試信息表用于記錄測試單的一些基本信息，包含測試者名稱user＿name，開始時間start＿time，解算器編號solver＿id等等。

4）測試算例信息表test＿caseinfo。測試算例信息表用于記錄測試單里的測試算例的信息。包含測試算例編號test＿case＿id，測試編號test＿id，算例編號case＿id，算例結(jié)束時間end＿time，算例運行時間run＿time，結(jié)果文件result＿files，結(jié)果評估值result＿evaluate等。

5）解算器信息表solvers。解算器信息表用于記錄解算器的一些信息。如解算器名稱solver＿name，解算器版本solver＿version，解算器參數(shù)對應表solver＿parameter＿list等。

其中的參數(shù)列表可以根據(jù)需要隨時添加。其數(shù)據(jù)庫表相互關(guān)系如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫表相互關(guān)系Fig.2 Relationship between the data lists in the data－base

平臺使用標準SQL語言實現(xiàn)對于算例信息的添加、查詢、刪除和更改，支持每次測試信息的查詢，并支持手動添加測試算例。

4 平臺前臺管理和GUI設計

QT是一種跨平臺的C＋＋圖形用戶界面應用程序開發(fā)框架。由于其優(yōu)良的跨平臺優(yōu)勢、面向?qū)ο缶幊?、支?D／3D渲染、豐富的API和大量的開發(fā)文檔等特點，平臺選擇QT作為前臺GUI開發(fā)的工具。其基本界面如圖3所示。

圖3 自動化測試平臺GUI界面Fig.3 GUI of the platform

界面通過優(yōu)化設計，目前主要包含4個窗口：自動編譯，算例管理，測試監(jiān)控和結(jié)果查看。

圖3顯示的是測試監(jiān)控窗口。

窗口中左邊列表是所有測試單的基本信息，右邊列表是左邊列表所選測試單中的測試算例的測試信息情況。

窗口中點擊算例管理，將會顯示測試添加和算例管理窗口，如圖4所示。

窗口中點擊結(jié)果查看，將會顯示結(jié)果顯示窗口，如圖5所示，其中用不同的圖示顯示了計算結(jié)果的優(yōu)劣，還可以對算例結(jié)果的一些統(tǒng)計值進行查看。

圖4 算例管理界面Fig.4 GUI of test case management

圖5 結(jié)果查看界面Fig.5 GUI of result analyze

GUI設計之前進行了深入的用戶需求分析，基本設計已經(jīng)實現(xiàn)，能較好滿足用戶需求，具備良好的人機交互體驗。通過用戶使用測試，目前已基本穩(wěn)定。

5 網(wǎng)絡通信和后臺管理

Python是一種面向?qū)ο蟆⒔忉屝陀嬎銠C程序設計語言。Python語法簡潔而清晰，擁有豐富而強大的類庫，能快速實現(xiàn)很多有用的功能。

網(wǎng)絡通信模塊即通過Python的網(wǎng)絡模塊實現(xiàn)，主要包含文件的傳輸和命令的傳達。這樣實現(xiàn)的好處在于，后臺無需通過socket服務器端時刻監(jiān)聽窗口，而利用遠程服務器一般自帶的ftp服務器和ssh認證服務器即可，在后臺配置方面具備良好的兼容性。

后臺對目前正在計算的算例進行進度的實時監(jiān)控，為前臺顯示提供進度信息。

后臺接收到前臺傳達的命令之后，調(diào)用后臺腳本完成命令內(nèi)容。主要的命令包含自動編譯命令、添加測試命令、查詢測試信息命令、回收結(jié)果命令等。該平臺的后臺作業(yè)計算依托于中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所的大型計算機集群。該集群系統(tǒng)以Linux為操作系統(tǒng)，目前擁有300萬億次／秒的計算能力。

6 計算結(jié)果的驗證與確認方法

測試算例計算完成之后，平臺會自動回收結(jié)果文件，并對計算結(jié)果進行初步分析與評估。

驗證過程：CFD驗證過程包括代碼驗證與數(shù)值解驗證兩方面［1，10］，平臺目前主要針對后者進行驗證，主要通過網(wǎng)格收斂性研究完成。

CFD偏微分方程組（PDEs）的四類誤差來源［20］：

1）物理模型誤差，包括由于添加人工粘性、邊界條件設置、湍流模型等引入的誤差；

2）空間離散誤差和解算誤差；

3）程序誤差，可理解為是代碼錯誤；

4）舍入誤差。

程序誤差屬于計算機科學和軟件工程范疇，通過代碼驗證過程可以充分消除其影響，而現(xiàn)代計算機的計算舍入誤差大多是可忽略的。針對求解N－S方程的定常問題，解算誤差主要是迭代收斂誤差。驗證過程主要考慮不完全迭代收斂誤差和空間離散誤差兩項。對于前者，可通過觀察求解過程中網(wǎng)格解的最終收斂結(jié)果隨迭代次數(shù)的變化幅值獲得。而研究空間離散誤差的方法通常是利用基于誤差行列展開式的Richardson插值法［20］，利用多套網(wǎng)格的計算結(jié)果，通過網(wǎng)格收斂性研究，最終獲得插值解及空間離散誤差。

確認過程：確認的簡單定義即是否求解正確的方程［1，10］。確認是模型精確表示的物理狀態(tài)與模型預期用途逼近程度的測度過程，強調(diào)求解問題是否正確。確認的基本內(nèi)容是指出和量化在概念模型和計算模型中的誤差和不確定度，量化數(shù)值解的數(shù)值誤差，評估實驗的不確定度，最后進行計算結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)的確認比較。通常采用層次結(jié)構(gòu)的方法由下至上逐層確認，只有在較低層次上完成確認，才有可能對復雜系統(tǒng)進行確認。

在不確定度估計方面，張涵信參照實驗不確定度估計的研究方法，提出了不確定度估計方法［8］，用計算數(shù)據(jù)有效位數(shù)可以達到真值的前n位來表示計算結(jié)果的準確度。

Oberkampf［3］提出一種確認不確定度尺度，表達為：

式中，I是需進行確認的位置點的總數(shù)，y（xi）與Y（xi）分別是位置xi處的計算與實驗值，后者實際以平均值代替。V越接近1，實驗值與計算值的一致性越好。本平臺初步將評價Oberkampf的不確定度作為確認過程的一種方法。

7 自動化測試平臺的初步應用

下面就高超聲速圓柱繞流、球頭和雙橢球等算例的自動測試應用進行簡要介紹，以說明利用該平臺對HyperFLOW軟件的測試情況。

7.1 高超聲速圓柱繞流算例

1）添加算例過程：

選擇基本參數(shù)文件路徑，如圖6所示，在界面上設置基本參數(shù)如下：

馬赫數(shù)：8.03；雷諾數(shù)：1.835×105；來流溫度：T∞＝124.94K；壁面溫度：TW＝294.44K。網(wǎng)格為二維單塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，流向和法向網(wǎng)格點數(shù)分別為121和81；空間格式：Steger；時間格式：LU－SGS。

在算例說明描述框中可以加入描寫算例的說明。如果參數(shù)配置框中還需要設置另外的參數(shù)，可以手動添加設置新的參數(shù)名字和參數(shù)值。

圖6 高超圓柱算例添加界面Fig.6 Parameters for the case of supersonic flow over a cylinder

算例設置完畢后，點擊添加按鈕，高超圓柱繞流算例即加入到本次即將測試的算例數(shù)據(jù)庫中。

2）添加測試過程：

平臺支持手動添加測試和自動添加測試，手動添加測試時可以根據(jù)需要選擇不同的解算器版本和多個不同算例。

當解算器版本有更新時，平臺則會自動添加測試，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的基本算例進行計算。

3）自動測試過程：

測試添加成功后，平臺即進入自動測試過程，同時可以實時監(jiān)控進度，給出計算時間、剩余時間等信息，如圖7所示。

圖7 高超圓柱算例監(jiān)控界面Fig.7 Monitoring GUI for the case of supersonic flow over a cylinder

4）數(shù)據(jù)回收和分析過程：

計算完畢之后，平臺會自動回收計算結(jié)果，并自動分析結(jié)果文件，自動生成與試驗結(jié)果對比文件，如圖8是壓力分布和試驗結(jié)果的對比，圖9是熱流分布和試驗結(jié)果［21］的對比，并計算出不確定度指數(shù)分別為Vp＝0.9687，Vhf＝0.9458，說明與實驗值符合良好。

圖8 高超圓柱算例結(jié)果試驗值壓力分布對比Fig.8 Comparison of pressure distribution with experimental data

圖9 高超圓柱算例結(jié)果試驗值熱流分布對比Fig.9 Comparison of heat flux distribution with experimental data

7.2 高超聲速球頭算例

1）算例添加：

在界面上設置基本參數(shù)如下：

馬赫數(shù)：10；雷諾數(shù)：1×105；來流溫度：T∞＝79K；壁面溫度：TW＝294K。網(wǎng)格為三維單塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，網(wǎng)格點數(shù)為61×81×19（流向×法向×周向）；空間格式：Steger；時間格式：LU－SGS。

2）和3）過程和上述相同。

4）數(shù)據(jù)回收和分析過程：

自動生成與試驗結(jié)果對比文件，如圖10是壓力分布和試驗結(jié)果的對比，圖11是熱流分布和試驗結(jié)果的對比，并計算出不確定度指數(shù)分別為Vp＝0.9886，Vhf＝0.9485，說明與實驗值［22］符合良好。

圖10 高超球頭算例結(jié)果與試驗值壓力分布對比Fig.10 Comparison of pressure distribution with experimental data

圖11 高超球頭算例結(jié)果試驗值熱流分布對比Fig.11 Comparison of heat flux distribution with experimental data

7.3 高超聲速雙橢球算例

1）算例添加：

在界面上設置基本參數(shù)如下：

馬赫數(shù)：8.15；雷諾數(shù)：9.6×105；來流溫度：T∞＝56K；壁面溫度TW＝296K。網(wǎng)格為三維多塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，網(wǎng)格點數(shù)為21×61×21＋81×61×61（流向×法向×周向）；空間格式：Steger；時間格式：LU－SGS。

2）和3）過程和上述相同。

4）數(shù)據(jù)回收和分析過程：

自動生成與試驗結(jié)果對比文件，如圖12是上表面子午線上壓力分布和試驗結(jié)果的對比，圖13和圖14是上下表面子午線上熱流分布和試驗結(jié)果［23］的對比，并計算出不確定度指數(shù)分別為Vp＝0.7966，Vhf＿up＝0.7105，Vhf＿down＝0.7262。該算例壓力分布與實驗數(shù)據(jù)符合較好，但是熱流分布的一致性較差，主要誤差來源是第二橢球突起位置的熱流預測，此處正是分離區(qū)位置，又存在激波和旋渦的干擾，對于熱流的數(shù)值預測與實驗測量都存在一定難度。不確定度計算結(jié)果表明，對于該算例仍有需要改進的空間，比如網(wǎng)格分布、計算格式和邊界處理選取等，由于本文僅涉及自動化測試，關(guān)于計算結(jié)果的改進這里不再討論。事實上，可以通過選用其他計算格式改進計算結(jié)果。

圖12 高超雙橢球上表面計算結(jié)果與試驗值壓力分布對比Fig.12 Comparison of pressure distribution with experimental data

圖13 高超雙橢球上表面計算結(jié)果與試驗值熱流分布對比Fig.13 Comparison of heat flux distribution with experimental data（Upper surface）

圖14 高超雙橢球下表面計算結(jié)果與試驗值熱流分布對比Fig.14 Comparison of heat flux distribution with experimental data（Lower surface）

8 總結(jié)與展望

在大型CFD軟件開發(fā)過程中，版本的更新速度很快，每個修改或升級版本，都需要對基本算例進行測試，進而進行全面系統(tǒng)的驗證與確認。本平臺實現(xiàn)了解算器的自動編譯，并建立了基本算例數(shù)據(jù)庫，每次解算器版本的更新，平臺都會自動對基本算例進行測試，并對計算出來的結(jié)果進行初步的驗證與確認分析，通過和以往的結(jié)果分析進行對比，就可能發(fā)現(xiàn)當前解算器版本的問題所在，及時修改完善。該平臺基于MySQL數(shù)據(jù)庫，具備友好的人機交互界面，目前具備算例管理、算例測試監(jiān)控和初步的算例結(jié)果分析等功能，有助于提高CFD軟件的開發(fā)效率。

雖然我們對自動化測試平臺進行了初步的設計與開發(fā)，但是其僅僅是一個初樣，其中的驗證與確認分析功能還非常簡單，對于不確定度的量化分析尚需深入研究，算例數(shù)據(jù)庫中的算例也比較簡單。下一步我們將著力豐富數(shù)據(jù)庫中的算例，構(gòu)成覆蓋低速到亞跨、高速到高超聲速、由簡單到復雜的算例體系，提供標準的計算網(wǎng)格（包括結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和混合網(wǎng)格等，并提供不同密度的網(wǎng)格以便于開展網(wǎng)格收斂性研究），研究完善各種計算結(jié)果的統(tǒng)計分析方法，尤其是不確定度量化方法，開發(fā)GUI分析工具，實現(xiàn)分析過程的自動化和智能化，從而更好地解放人力資源，提高大型CFD軟件的開發(fā)效率。

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Preliminary design and application of CFD software automatic testing platform

He Lei1，＊，He Xin1，2，Ma Rong1，Zhang Yirong1，Zhang Laiping1，2

（1.Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center，Mianyang 621000，China；2.State Key Laboratory of Aerodynamics，Mianyang 621000，China）

To improve the efficiency of the development of large scale CFD software，an automatic testing platform was designed preliminarily for our CFD solver HyperFLOW.The platform works on MySQL database.Through the communication between the GUI on a desktop computer and the management module on a remote server，the platform carried out the automatic testing jobs on a remote PC－cluster，and then the numerical results were automatically transferred back to the platform for the study of verification and validation.The main idea and the basic frame structure were introduced firstly，and then the database design and the GUI design were discussed in details.Three test cases were presented to demonstrate the function of the platform.This platform can be applied for any CFD solver，if the input interface of the solver is unified in the format of this platform.

automatic testing；verification and validation；HyperFLOW software；CFD software development；GUI design；MySQL database

V211.3

Adoi：10.7638／kqdlxxb－2014.0102

0258－1825（2016）04－0418－08

2014－09－01；

2015－01－29

國家自然科學基金（11272339）

何磊＊（1987－），男，四川西昌人，計算機科學與技術(shù)碩士，助理工程師，主要從事CFD軟件驗證與確認、CFD軟件開發(fā).E－mail：shi3he＠163.com

何磊，赫新，馬戎，等.大型CFD軟件自動化測試平臺的初步設計與實現(xiàn)［J］.空氣動力學學報，2016，34（4）：418－425.

10.7638／kqdlxxb－2014.0102 He L，He X，Ma R，et al.Preliminary design and application of CFD software automatic testing platform［J］.Acta Aerodynamica Sinica，2016，34（4）：418－425.