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基于agent的CFD自主求解系统的研究与实现

2020-11-22阅读(686)

基于agent的CFD自主求解系统的研究与实现

论文摘要

随着网络技术的发展与网络节点计算性能提高,分布计算已成趋势。网络上可用分布资源的自主性与动态可伸缩性,及分布求解策略的自主性与动态性,都对CFD应用软件提出了新的要求。面向agent的方法及多agent系统能较好的满足了分析和实现分布CFD应用软件动态和自主计算的需求。目前,已有的关于面向agent的CFD应用软件研究主要集中在用agent的概念对复杂软件系统抽象,实现分布计算。而CFD应用软件除了需要适应分布计算的需求,同时也希望进一步满足求解策略的动态和自主的需求。据调研,满足这种需求的CFD应用软件的设计和实现还未见到。本文分析、设计一个基于agent的CFD自主求解系统,并实现了该系统的原型系统。具体工作如下:（1）适用性分析。在分析面向agent方法的基础上,针对用时间相关法求解Navier-Stokes方程的动态、自主等特点,论述了基于agent的系统实现CFD自主求解系统的适用性。（2）需求分析。基于目标系统的特点和任务,提出了求解系统的设计目标,以自然语言的形式定义了系统的功能,完成了目标系统的功能分析。（3）系统概要设计和详细设计。在目标系统的概要设计阶段,确定系统中的agent类型,分析这些agents相互之间的交互关系,得到整个目标系统的框架结构。在详细设计阶段,以交互协议图的形式描述了各agents之间的交互协作,并详细分析了目标系统中个体agent的内部构成。定义了agent的能力（也就是agent的内部模块）、事件、规划和详细的数据结构。本文所设计的由一组BDI agent组成的多agent CFD自主求解系统可以实现在计算过程中协作求解和推理判断,动态自主地决定数值方法切换、区域调整,以及边界点数据的通信时机。（4）原型系统实现。以JACK Agent语言实现了基于agent的CFD自主求解系统的原型系统,给出了原型系统模型方程的算例求解结果,并对计算结果进行了分析。

论文目录

  • 图目录
  • 表目录
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 概述
  • 1.2 课题研究内容和主要工作
  • 1.3 论文的结构
  • 第二章 面向agent 方法与应用概述
  • 2.1 面向agent 软件工程基本概念
  • 2.1.1 agent 基本概念
  • 2.1.2 agent 的世界观
  • 2.1.3 面向agent 方法针对的问题
  • 2.1.4 基于agent 的分解、抽象、组织
  • 2.1.5 面向agent 方法对软件性能的影响
  • 2.2 agent 的体系结构
  • 2.2.1 基于逻辑的体系结构
  • 2.2.2 反应式体系结构
  • 2.2.3 层次式体系结构
  • 2.2.4 BDI 模型体系结构
  • 2.3 多agent 系统群体结构
  • 2.4 多agent 系统开发设计语言
  • 2.5 面向agent 方法的应用
  • 第三章 分布CFD 的agent 特征
  • 3.1 计算流体力学的发展
  • 3.1.1 CFD 的并行计算
  • 3.1.2 CFD 应用软件的发展
  • 3.2 面向agent 方法用于CFD 应用软件的适用性
  • 3.2.1 分布CFD 应用软件的面向agent 抽象
  • 3.2.2 面向agent 方法用于CFD 应用软件的潜力
  • 3.3 小结
  • 第四章 基于agent 的CFD 自主求解系统分析与设计
  • 4.1 求解N-S 方程的时间相关方法
  • 4.1.1 Navier-Stokes 方程
  • 4.1.2 时间相关方法
  • 4.1.3 时间相关方法求解N-S 方程的离散方法
  • 4.1.4 区域分解与网络分布处理
  • 4.2 CFD 自主求解系统的面向agent 分析
  • 4.2.1 自主求解系统面向agent 分析设计的优点
  • 4.2.2 基于agent 的CFD 自主求解系统设计目标
  • 4.2.3 求解系统的功能定义
  • 4.3 CFD 自主求解系统的概要设计
  • 4.4 CFD 自主求解系统的详细设计
  • 4.4.1 交互agent（InterfaceAgentTeam）设计
  • 4.4.2 控制agent（ControlAgentTeam）设计
  • 4.4.3 中介agent（MediatorAgentTeam）设计
  • 4.4.4 求解agent（SolverAgentTeam）设计
  • 4.5 小结
  • 第五章 基于agent 的CFD 自主求解原型系统实现
  • 5.1 JACK 语言概述
  • 5.1.1 JACK 的agent 组成
  • 5.1.2 JACK Team 的组成
  • 5.1.3 JACK 面向agent 开发平台的特点
  • 5.2 原型系统模型方程
  • 5.2.1 原型系统模型方程与数值方法格式
  • 5.2.2 区域分解及内边界条件条件处理
  • 5.2.3 模型方程的求解步骤
  • 5.3 在JACK IDE 开发原型求解系统
  • 5.3.1 原型系统中的实现的team
  • 5.3.2 SolverAgentTeam 代码示例
  • 5.4 算例结果分析
  • 5.5 小结
  • 第六章 结束语
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表的论文
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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