OpenMDAO版本2.x文件变量解决方法

Question

我是OpenMDAO的新手，开始使用最新的版本(本文发布时的版本是2.3.1 )。

我正在使用几个外部代码，特别是NASTRAN和几个后处理NASTRAN结果的可执行文件(编译的C++)，对相当复杂的空气结构优化进行设置。

理想情况下，我希望将这些分解成多个组件来生成模型，运行NASTRAN，对结果进行后处理，然后从文本文件中提取我的目标和约束。我所有现有的界面都是通过文本文件输入和输出的。根据GitHub页面，旧版本(v1.7.4)中存在的文件变量功能在版本2中尚未实现。

https://github.com/OpenMDAO/OpenMDAO

在添加该功能之前，有没有好的解决方法？

到目前为止，我想出的最好的解决方案是将所有内容分组到一个大型组件中，该组件通过运行所有内容来将输入变量映射到最终输出，而不是运行多个较小的组件来拆分进程。

谢谢!

Answer 1

文件变量本身不再在OpenMDAO中实现。它们造成了很多麻烦，并且没有从根本上提供有用的功能，因为它们需要将整个文件序列化到内存中，并将其作为字符串缓冲区传递。整个过程是重复和低效的，因为文件最终被写入和从磁盘读取的次数远远超过了必要的次数。

在您的情况下，因为您设置了一个空气结构问题，所以无论如何您都不会想要使用它们。您将希望能够访问解析或至少半解析的全导数，以提高执行效率。这意味着每个组件的边界必须只由浮点变量或浮点变量数组组成。

您想要做的是使用ExternalCodeImplicitComp包装您的分析工具，这告诉openmdao底层分析实际上是隐式的。然后，即使你使用有限差分来计算偏导数，你也只需要在残差评估中进行FD。对于NASTRAN，这可能有点棘手，因为我不知道它是否直接暴露了残差评估，但如果你可以得到刚度矩阵，那么你应该能够计算它。你会因你的努力而获得极大的效率和准确性。

在每个包装器中，可以使用内置的file wrapping tools读取编写的文件并提取数值，然后将其放入输出向量中。对于NASTRAN，您可以考虑使用pyNASTRAN，而不是文件包装工具，以节省一些工作。

如果您不能公开残差评估，那么您可以使用ExternalCodeComp，并将分析视为显式的。这将使您的FD更昂贵，更不准确，但对于线性分析，您应该是好的(仍然不理想，但总比没有好)。

这里的关键思想是您不会要求OpenMDAO传递文件对象。您将在每个组件的边界处仅包含数字数据。这样做的好处是允许OpenMDAO的自动导数特性工作(即使您使用FD来计算偏导数)。它还有一个次要的优势，如果你(希望)为你的代码升级到内存中的包装器，那么你就不必更新你的模型。只有组件的内部代码才会更改。