FastCAE是一套開源國產(chǎn)CAE軟件集成開發(fā)平臺。面向求解器開發(fā)者，平臺定義了規(guī)范的數(shù)據(jù)接口，支持插件開發(fā)模式，可視化配置手段，基于平臺可輕松集成用戶自研求解程序和第三方求解器。 FastCAE的本質(zhì)是一套CAE軟件集成接口標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)框架，基于該框架可集成任意的求解器、前處理、后處理等功能模塊。平臺默認(rèn)提供完整的幾何顯示交互、網(wǎng)格劃分、結(jié)果可視化、邊界條件、材料庫等模塊，為自主CAE軟件產(chǎn)品化提供一體化解決方案，讓用戶享受集合前處理、求解計算、后處理于一體的平臺化集成體驗。

適用對象：

FastCAE可滿足CAE工程師多種軟件集成需求研究人員：

研究人員：大型自主CAE軟件研究項目，需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化平臺實現(xiàn)多團隊協(xié)作，達(dá)到多求解器和功能模塊解耦開發(fā)目標(biāo)。

開發(fā)人員：自研專用CAE求解程序，需要定制專用的交互界面、集成前后處理模塊、License授權(quán)等模塊，實現(xiàn)產(chǎn)品快速迭代。

商業(yè)團隊：具有CAE行業(yè)客戶資源的商業(yè)團隊，可基于FastCAE為客戶提供CAE軟件集成定制服務(wù)，提高服務(wù)效率，降低成本。

研發(fā)體系結(jié)構(gòu)

FastCAE采用分層架構(gòu)模式，以FastCAE核心架構(gòu)為基礎(chǔ)，提供標(biāo)準(zhǔn)功能模塊及擴展接口，方便用戶靈活集成自研求解器、前后處理等核心功能模塊。

功能模塊

幾何建模與可視化交互

幾何建模與可視化交互，采用VTK進行圖形渲染與交互操作，目前已實現(xiàn)多種三維特征建模與三維特征操作，以及簡單的草圖功能，平臺提供標(biāo)準(zhǔn)接口可集成任意幾何引擎。

基礎(chǔ)功能：

支持立方體、球、圓柱、圓臺等快速幾何體建模； 支持拉伸、鏡像、布爾運算、倒角等特征操作； 支持任意平面草繪。

高級功能：

支持通用幾何文件導(dǎo)入導(dǎo)出，支持保存工程文件； 支持無限步撤銷重做操作； 支持編輯修改操作。

幾何建模與交互能力：

基于OpenCASCADE開發(fā)幾何修復(fù)模塊，支持孔洞填補，特征面刪除，曲面修復(fù)，實體分割等功能?；赩TK的渲染引擎可支持渲染3000面片以上的復(fù)雜模型與交互。

網(wǎng)格剖分與可視化交互

網(wǎng)格剖分與可視化交互，采用VTK進行圖形渲染與交互操作，實現(xiàn)網(wǎng)格的統(tǒng)一顯示模式，多種網(wǎng)格選取交互模式，同時支持多種格式網(wǎng)格文件的導(dǎo)入與導(dǎo)出。同時開辟多種接口，可方便不同網(wǎng)格劃分程序的快速集成。

基礎(chǔ)功能：

基于腳本和Python接口的調(diào)用； 支持結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格顯示； 自動修補孔洞； 默認(rèn)封裝多種網(wǎng)格劃分算法。

高級功能：

自主開發(fā)了二十余種的網(wǎng)格評價方法； 自主開發(fā)了更友好的交互界面； 自主開發(fā)了點選框選等網(wǎng)格選取方式； 自主開發(fā)了基于幾何的網(wǎng)格檢索方法。

網(wǎng)格剖分與可視化能力：

自主開發(fā)了基于網(wǎng)格組件的建模功能與基于模型幾何特征的選取功能；PC機可支持億級四面體網(wǎng)格渲染與流暢交互。

基于網(wǎng)格組件的有限元建模

基于組件的工程數(shù)據(jù)管理，組件是指網(wǎng)格模型的一個區(qū)域，可以是某些節(jié)點，也可以是一些單元。物理模型的建立過程中，工程算例的材料屬性與邊界條件等相關(guān)物理量的設(shè)置與均與網(wǎng)格組件關(guān)聯(lián)綁定。

主要功能：

支持*.cgns *.msh *.inp等格式文件導(dǎo)入； 支持組件的新建與刪除； 材料與材料庫的管理； 邊界條件的管理； 其他仿真參數(shù)設(shè)定。

求解器動態(tài)集成

求解器動態(tài)集成，平臺支持自研求解器集成和第三方商業(yè)或者開源CAE軟件集成?；诳梢暬渲梅绞胶蜆?biāo)準(zhǔn)輸入輸出文件集成自研求解程序；也可以通過平臺提供二次開發(fā)接口集成功能復(fù)雜的自研求解器和第三方CAE軟件。

主要功能：

求解器類型支持自研與第三方求解器； 靈活的求解器設(shè)置，隨時修改，即時生效； 支持模板與指定文件格式的輸入文件； 支持自定義的文件轉(zhuǎn)化； 支持Windows、Linux多系統(tǒng)求解器集成； 支持插件式的拓展接口。

后處理可視化與交互

后處理可視化與交互，平臺基于VTK圖像庫開發(fā)了二維、三維結(jié)果可視化功能?？蓪崿F(xiàn)繪制二維曲線、云圖、矢量圖、動畫、圖像切割、對稱、等值面提取、流線等功能。另外，還具有VR可視化模塊和幾何數(shù)值耦合運動模塊等高級功能。

主要功能：

支持VTK/Tecplot/CGNS/OBJ等格式文件； 提供接口，輕松集成其他數(shù)據(jù)格式結(jié)果文件； 支持云圖、矢量圖、動畫等常規(guī)三維可視化功能； 支持切割、對稱、等值面提取等數(shù)據(jù)操作功能； 支持結(jié)果數(shù)據(jù)VR渲染，可輸出到HTC Vive設(shè)備； 支持三維空間數(shù)值提取，實現(xiàn)曲線與動畫同步功能。

后處理渲染能力

后處理可視化與交互，平臺基于VTK圖像庫，采用GPU加速技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)億級四面體網(wǎng)格與空間粒子的渲染。

全流程腳本控制

全流程腳本控制，平臺采用C++語言開發(fā)，核心功能封裝了Python接口，模塊間通過Python調(diào)用，降低耦合，可按照用戶需要調(diào)用不同粒度的接口，實現(xiàn)仿真全流程自動控制。

使用方式

FastCAE為用戶提供四種開發(fā)方式，開發(fā)難度與靈活性不同，用戶可根據(jù)實際需要選擇具體的開發(fā)方式。

可視化集成（難易程度：※）：基于插件模式，拓展平臺提供功能模塊，及開發(fā)新功能，實現(xiàn)求解器集成。

基于Python集成拓展（難易程度：※※）：應(yīng)用Python腳本，調(diào)用平臺提供功能模塊，實現(xiàn)求解器集成。

基于插件集成拓展（難易程度：※※※）：基于插件模式，拓展平臺提供功能模塊，及開發(fā)新功能，實現(xiàn)求解器集成。

基于開源代碼開發(fā)（難易程度：※※※※）：基于平臺源碼，進行修改或者開發(fā)新功能，實現(xiàn)求解器集成。

可視化集成：

Designer內(nèi)化為FastCAE可視化定制插件 ，與主程序深度融合，實現(xiàn)“所見即所得”的定制效果。通過 Designer無需編寫代碼即可實現(xiàn)定制菜單、工具欄、參數(shù)輸入界面以及后處理等功能的個性化定制。

方式優(yōu)點：

無需編寫代碼； 可視化集成拓展； 快速定制修改； 所見即所得。

適用情境：

搭建軟件原型； 輔助求解器測試； 自研計算程序封裝。

基于Python集成拓展：

FastCAE封裝了Python解釋器，同時對核心功能封裝了Python接口，用戶可直接基于Python語言對平臺的功能進行調(diào)用與開發(fā)拓展。

方式優(yōu)點：

簡單易學(xué)，資源豐富； 可拓展用戶界面； 平臺記錄操作命令； 對平臺功能進行重組。

適用情境：

集成其他語言功能模塊； 固定的重復(fù)執(zhí)行的指令調(diào)用； 對FastCAE進行功能拓展。

基于插件集成拓展：

FastCAE為了讓用戶能夠快捷方便的拓展功能，實現(xiàn)自己的目標(biāo)，特別開放了一套插件的開發(fā)接口?；谶@些接口，一方面用戶可以對原有的程序進行拓展，另一方面也可以搭建自己的功能應(yīng)用。 FastCAE插件的本質(zhì)是動態(tài)庫。

方式優(yōu)點：

基于平臺業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)定制功能； 可開發(fā)獨立平臺的功能業(yè)務(wù)體系； 可對交互界面自由拓展； 與平臺耦合度低，開發(fā)效率高。

適用情境：

拓展FastCAE功能； 第三方求解器集成； 自研個性化套件開發(fā)。

基于開源代碼開發(fā)：

FastCAE 平臺開放了全部的源碼，F(xiàn)astCAE 2.0有效代碼25余萬行，采用面向?qū)ο蟮募軜?gòu)設(shè)計，代碼可讀性較強，發(fā)布完善的開發(fā)文檔、學(xué)習(xí)案例及交流社區(qū)。用戶可根據(jù)需要自行修改代碼，實現(xiàn)CAE軟件深度的定制集成。

方式優(yōu)點：

深度個性化定制； 重寫系統(tǒng)現(xiàn)有功能； 無縫集成新功能。

適用情境：

深度集成求解器迭代產(chǎn)品； 開發(fā)核心功能或替換原有引擎； 重大項目中協(xié)同開發(fā)。

產(chǎn)品授權(quán)模式

FastCAE采用開源協(xié)議及技術(shù)服務(wù)說明：

FastCAE采用BSD開源協(xié)議，基于FastCAE開發(fā)的CAE軟件版權(quán)歸開發(fā)者所有，并可自由進行商業(yè)推廣。在使用過程中，如需要技術(shù)支持請選擇相關(guān)服務(wù)購買。

合作伙伴

FastCAE經(jīng)過兩年多的發(fā)展，已應(yīng)用到船舶、汽車、航空航天、核能、機械、熱能以及多場耦合等行業(yè)和領(lǐng)域，服務(wù)國產(chǎn)CAE軟件100+，覆蓋高校、研究所、企業(yè)等40余家單位。