本发明涉及计算机领域，具体为一种基于c#可视化界面集成fortran算法的绝热层热流固耦合仿真集成框架。
背景技术：
1、随着计算机技术的发展，越来越多的科学家和工程师需要使用计算机来处理和解决复杂的数学问题，fortran语言是一种高效、快速、适应性强的编程语言，广泛应用于科学计算和工程领域，在以往的科研过程中，积累了大量高效而可靠的fortran计算程序，这些程序仍然发挥中重要的作用，然而，fortran语言的可视化界面能力相对较弱，用户交互不友好，对于非专业程序员来说，使用fortran语言开发复杂的图形用户界面(gui)较为困难。
2、在这种情况下，开发一种基于c#可视化界面集成fortran算法的绝热层热流固耦合仿真集成框架，可以提高fortran语言的应用范围和可视化能力，为科学家和工程师提供更加便捷和高效的工具。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于c#可视化界面集成fortran算法的绝热层热流固耦合仿真集成框架，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于c#可视化界面集成fortran算法的绝热层热流固耦合仿真集成框架，选择net框架和visual studio作为开发环境，使用c#语言开发可视化界面，使用fortran编译器(如microsoft fortran powerstation)编写fortran算法；
3、按照以下步骤完成基于c#可视化界面集成fortran算法的绝热层热流固耦合仿真集成框架的构建：
4、数据格式：定义fortran和c#之间传递的数据格式：采用简单的结构体和数组作为数据交换格式；
5、函数调用：定义c#程序调用fortran算法的接口，使用dll(动态链接库)将fortran算法封装，并在c#程序中通过dllimport属性引入；
6、界面设计：使用c#的windows forms或wpf等可视化界面库设计用户界面，可以根据需求添加按钮、文本框等控件，用于触发fortran算法和显示结果；
7、代码实现：在c#程序中，通过调用dllimport封装的fortran函数，实现可视化界面与fortran算法的集成；
8、所述基于c#可视化界面集成fortran算法的绝热层热流固耦合仿真集成框架包括项目管理模块、前处理模块、求解计算模块和结果处理模块。
9、优选的，所述项目管理模块包括文件管理模块，所述项目管理模块用于管理项目数据，包括创建、打开和保存项目文件等功能；
10、其中项目管理模块的执行步骤如下：
11、启动仿真软件，进入项目管理模块；
12、文件管理：在主界面中，选择“文件管理”选项，进入文件管理模块；
13、创建新项目：在文件管理模块中，选择“创建新项目”，输入项目名称和路径，可以选择默认设置或自定义设置；
14、打开现有项目：在项目管理模块中，选择“打开现有项目”，选择要打开的项目文件；
15、保存项目：在项目管理模块中，选择“保存项目”，将当前项目的参数和设置保存到项目文件中；
16、项目导入导出，可以将项目导出为特定的文件格式，以便在其他软件中使用，也可以将其他软件导出的项目文件导入到该软件中使用；
17、删除项目：将当前选中的项目从项目列表中删除，这里的删除是逻辑删除；
18、查询项目：根据输入的关键字查询，支持模糊查询，忽略大小写。
19、优选的，所述前处理模块包括几何处理模块、材料属性模块、边界条件模块和求解设置模块，用户可以在该模块中设置仿真问题的几何形状、材料属性、边界条件和求解设置等参数；
20、所述求解计算模块负责执行仿真计算，将输入数据传递给求解计算模块用fortran算法进行计算，并将计算结果存储在结果文件中；
21、所述结果处理模块用于处理仿真计算结果，包括结果可视化、数据分析等功能；
22、其中前处理模块的执行步骤如下：
23、前处理设置：在主界面中，选择“前处理”选项，进入前处理模块；
24、创建几何模型，输入几何参数；
25、定义材料属性，选择材料类型和输入材料参数；
26、设置边界条件，选择边界类型和输入边界参数；
27、设置求解设置，输入求解参数；
28、其中求解计算模块的执行步骤如下：
29、输入数据准备，将前处理模块中定义的参数和设置传递给求解计算模块；
30、执行仿真计算，将输入数据传递给求解计算模块之后，求解计算模块利用fortran算法进行计算，并将计算结果存储在结果文件中；
31、输出计算结果，将计算结果传递给结果处理模块；
32、其中结果处理模块的执行步骤如下：
33、结果可视化，将计算结果基于可视化界面可视化显示给用户；
34、数据分析，对计算结果进行分析和处理；
35、曲线拟合，将计算结果按照参数拟合成曲线。
36、优选的，当所述代计算的项目为计算绝热层热流固耦合仿真时，分析项需要执行的模块包括前处理模块、求解计算模块以及结果处理模块。
37、优选的，所述几何处理模块能够定义烧蚀区的长宽尺寸，还能够定义烧蚀区正交结构化网格在各个方向上的尺寸；
38、所述材料属性模块包含材料数据库，并可对材料数据库进行扩充和维护，材料数据库包括绝热材料数据库和燃气材料数据库；
39、所述边界条件模块能够定义烧蚀侵蚀边界上的燃气的对流换热和辐射换热参数，还能够定义烧蚀材料的相关参数(组分、孔隙率、密度、导热系数等)，同时还能够定义燃气材料的相关参数(温度、压强、密度、导热系数等)。
40、优选的，所述求解计算模块在做热化学烧蚀分析时，能够使用弹塑性压痕断裂理论来考虑炭化层的破坏机理，考虑致密层与疏松层在平均孔径和孔隙率方面的区别；能够包含基于炭层孔隙结构的热化学烧蚀模型，包括气体组分扩散模型和热化学反应模型。
41、优选的，所述求解计算模块在做气流剥蚀分析时，能够考虑气流剥蚀与粒子侵蚀造成了炭化层剥落，炭化层结构的改变，以及对传热、热分解、组分扩散和热化学反应的影响；能够考虑气流压力和剪切力作用下疏松的炭层表面剥落，造成炭化层消耗；能够建立炭化层内的质量守恒与动量守恒方程、各气体组分的浓度守恒方程，计算各组分的浓度分布。
42、优选的，所述的求解计算模块在做粒子侵蚀分析时能够定义烧蚀侵蚀边界上的粒子流碰撞炭化层产生的热增量；包含基于压痕断裂力学理论的单粒子侵蚀模型，能够考虑粒子碰撞参数(浓度、速度、入射角度)和炭化层的材料性质(杨氏模量、断裂韧性、硬度)；能够考虑粒子对炭化层产生的机械破坏，能够考虑碰撞过程中与炭化层的接触导热以及粒子动能转热能的产生的热增量烧蚀。
43、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
44、基于c#可视化界面集成fortran算法的绝热层热流固耦合仿真集成框架可以提高fortran语言的应用范围和可视化能力，为科学家和工程师提供更加便捷和高效的工具，这种方法具有高效性、可视化界面开发方便、动态链接库支持和跨平台性等优势。