关于B/S 架构的热设计协同仿真平台

 

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211、985硕士，职场15年+

从事结构设计、热设计、售前、产品设计、项目管理等工作，涉足消费电子、新能源、医疗设备、制药信息化、核工业等领域

涵盖新能源车载与非车载系统、医疗设备软硬件、智能工厂等业务，带领团队进行多个0-1的产品开发，并推广到多个企业客户现场落地实施。

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本期给大家带来的是关于B/S 架构的热设计协同仿真平台研究内容，希望对大家有帮助。

此前，本公众号中有写过几篇文章，关于工业软件国产化的一些信息，热设计工作流程、相关岗位与角色工作内容，以及基本的硬件配置等，详细点击以下链接进行查看。

黑神话·悟空大火的背后，工业软件国产化之路在何方？？？

敏捷开发在热设计项目的工程应用

产品热设计工作流程与相关角色定位

结构、热设计用什么配置的电脑合适？？？

这里面其实透露出的信息，可能是其痛点所在（包含但不限于），感兴趣的可以深入研究一下，

• 跨学科协同效率低：流程相对比较复杂，涉及到多个学科配合，多个岗位协同，信息透明度与反馈及时性，直接影响项目的整体效率；

• 功能优化周期长：关键用户难找，能长期试用反馈软件问题，不断优化产品功能；

• 硬件配置要求高：大部分仿真软件对电脑硬件配置要求高，一般用户承受不住，只能靠企业购买；

• 软件购买成本高：工业仿真软件正版价格太高，一般企业预算有限，更别说个人用户，所以不会买，就用免费版（POJIE）

基于以上四点需求，结合我在智能制造领域产品经理的经验，想到了SaaS化服务的模式，即一种通过互联网提供软件应用的服务模式。

其中第三方供应商提供应用程序的托管和提供给客户，通常通过互联网进行访问。这种模式消除了客户需要在本地安装和维护软件的需要。

对于数据安全性、保密性要求较高的企业，可以采用本地化部署的方式，数据在企业内部。

SaaS模式的优势包括灵活性、可扩展性和降低成本等。

企业在预算有限、技术人才缺乏的情况下，可以订阅制形式，按月、季度、年等形式购买使用权限，另外也可以将项目托管、外包给平台，让技术专家协助解决仿真、分析优化设计等一系列问题。

    

关于基于 B/S 架构的热设计协同仿真平台的介绍：

1. 基本概念：

   • B/S 架构即浏览器 / 服务器架构模式，是随着互联网技术兴起而对 C/S 架构改进的一种网络架构。在这种架构下，用户工作界面通过浏览器实现，主要事务逻辑在服务器端运行，客户端只需安装一个浏览器，如 Chrome、Safari、Microsoft Edge 等，就可以通过网络访问服务器上的应用程序，服务器端则安装数据库系统，如 MySQL、Oracle、SQL Server 等，浏览器通过 Web 服务器与数据库进行数据交互。

2. 优势方面：

   • 便捷的访问性：用户可以通过任何连接到网络的设备，随时随地使用浏览器访问热设计协同仿真平台，无需在本地设备上安装专门的客户端软件，极大地提高了工作的灵活性和便利性。比如，热设计工程师在出差或在家中，都可以通过笔记本电脑、平板电脑甚至手机等设备登录平台，查看项目进展、进行热设计分析等工作 。

   • 易于维护和升级：对于平台的维护和升级工作，只需在服务器端进行操作即可，所有客户端都能自动获取到更新后的版本，大大降低了维护成本和工作量。不像 C/S 架构的软件，需要在每一台客户端设备上进行软件的安装和更新 。

   • 良好的可扩展性：B/S 架构可以方便地与其他基于网络的系统进行集成和交互，能够轻松地扩展平台的功能和应用范围。例如，可以与企业的项目管理系统、设计文档管理系统等进行集成，实现热设计项目的全流程管理和协同工作。

   • 较低的成本：客户端设备只需要具备浏览器和网络连接功能，无需配置高性能的硬件设备，降低了用户的硬件成本。同时，服务器端的资源可以根据用户数量和使用需求进行灵活分配和扩展，提高了资源的利用率 。

3. 功能模块：

   • 热设计建模模块：提供强大的建模工具，用户可以使用图形化界面或参数输入的方式创建热设计模型，包括各种几何形状、材料属性、热源分布等。例如，电子设备的热设计中，可以快速构建电路板、芯片、散热器等部件的模型，并设置相应的热参数。

   • 仿真计算模块：基于先进的热仿真算法和数值计算方法，对热设计模型进行快速、准确的仿真计算。能够模拟不同工作条件下的热传导、对流、辐射等热传递过程，预测设备或系统的温度分布、热流密度等热性能指标。

   • 协同工作模块：支持多用户同时在线协同工作，用户可以在平台上共享热设计模型、仿真结果、设计文档等信息，进行实时的沟通和交流。例如，一个热设计项目团队中的不同成员可以分别负责不同部分的设计和仿真工作，然后在平台上进行结果的汇总和讨论，提高工作效率和设计质量。

   • 数据管理模块：对热设计过程中产生的大量数据进行有效的管理和存储，包括模型数据、仿真结果数据、实验数据等。提供数据的检索、查询、备份、恢复等功能，方便用户对历史数据的分析和对比。

   • 结果可视化模块：将仿真计算得到的热性能结果以直观的图表、图像、动画等形式展示给用户，帮助用户更好地理解和分析热设计的效果。例如，生成温度云图、热流矢量图、温度变化曲线等可视化结果，使设计师能够快速发现热设计中的问题和优化方向。

4. 技术实现：

   • 前端技术：使用 HTML、CSS 和 JavaScript 等前端开发技术，构建用户界面和交互功能。通过响应式设计，确保平台在不同尺寸的浏览器窗口和设备上都能正常显示和使用。同时，运用前端框架如 Vue.js、React 等，可以提高开发效率和用户体验。

   • 后端技术：选择合适的后端开发语言和框架，如 Java 的 Spring Boot、Python 的 Django 或 Flask 等，处理用户的请求、管理数据存储和计算任务的调度。后端还需要与数据库进行交互，实现数据的存储和读取。

   • 数据库技术：选用关系型数据库如 MySQL、Oracle 或非关系型数据库如 MongoDB 等，存储热设计模型、仿真结果、用户信息等数据。根据数据的特点和访问需求，合理设计数据库结构和索引，提高数据的存储和查询效率。

   • 热仿真算法和工具集成：将专业的热仿真软件或算法集成到平台中，如 ANSYS Fluent、COMSOL Multiphysics 等，或者开发自己的热仿真引擎。通过与这些工具的集成，实现高效的热仿真计算和分析。

5. 应用场景：

   • 电子设备热设计：在电子产品的研发过程中，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等，热设计协同仿真平台可以帮助工程师优化产品的散热结构，提高产品的可靠性和性能。例如，通过仿真分析确定散热器的尺寸、形状和位置，优化电路板的布局，降低芯片的温度。

   • 汽车热管理：对于汽车的发动机、变速器、电池等部件的热管理，热设计协同仿真平台可以模拟不同行驶工况下的热传递过程，帮助工程师设计合理的冷却系统和热防护措施。例如，优化发动机的水套结构，提高冷却效率，降低油耗。

   • 航空航天热设计：在航空航天领域，热设计协同仿真平台可以用于飞机、卫星、火箭等飞行器的热设计和热分析。例如，模拟飞行器在高空、高速飞行时的热环境，设计合适的热防护层和散热系统，确保飞行器的安全和可靠性。

   • 建筑热工设计：在建筑设计中，热设计协同仿真平台可以分析建筑物的热性能，优化建筑的保温、隔热、通风等设计，降低建筑的能耗。例如，模拟建筑物在不同季节、不同气候条件下的温度分布，确定最佳的建筑朝向和窗户尺寸。