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Openfoam MCP

MCP Server

OpenFOAM MCP是一个自然语言驱动的CFD任务自动化工具,通过AI助手完成从问题理解到结果交付的端到端流程,适用于工程团队标准化和自动化CFD任务。

工具数

23

提示词数

0

GitHub Stars

2

资源数

0
Python云原生AI代理

安装说明

本站只整理中文说明和来源信息,不托管安装包,也不代用户安装。

作者 / 组织

milsonson

提供方

milsonson

最后核验

2026/5/17 20:21

运行时

Python

快速接入

先看主来源和安装命令,再打开仓库或文档;下面只保留这个条目的关键接入事实。

命令预览

python3 -m venv .venv

详细介绍

OpenFOAM MCP

自然语言驱动的 OpenFOAM MCP Server。它让 AI 助手通过 MCP 工具链完成 CFD 任务:从问题理解、模板选型、案例生成,到预检、求解、稳定性修复与结果交付。

核心亮点

  • 端到端自动化:从自然语言直接执行 建模计划 -> 建案 -> 预检 -> 求解 -> 残差图
  • 生产可用兜底:并行失败时可自动回退串行,避免任务直接中断。
  • 安全默认:case_path、教程读取、字典读写都带路径边界约束,降低误操作风险。
  • 云原生交付:内置健康检查、Portal、Artifacts、作业状态与 SSE 事件流。
  • 模板驱动扩展:当前覆盖不可压缩、传热、多相、可压缩典型案例,可持续扩容。

适用场景

  • 让 AI 助手“可执行”地完成 OpenFOAM 工程任务,而不只是给建议。
  • 为团队提供标准化 CFD 自动化入口(本地、容器、Cloud Run)。
  • 在并行环境能力不稳定时,仍保持任务可交付(串行兜底)。

项目能力总览

  • 模板化创建标准 OpenFOAM 目录:0/constant/system/
  • 自然语言问题分析、模板推荐、参数补全
  • 网格配置生成/更新:blockMeshsnappyHexMesh 接口预留)
  • 串行求解、并行求解、日志状态读取
  • 残差曲线生成(matplotlib
  • 官方教程检索与受限读取
  • 运行前预检、稳定性评估、自动修复
  • 端到端工作流执行与产物交付

环境要求

基础依赖

  • Python >= 3.10
  • 依赖包:mcp, pydantic, jinja2, httpx, matplotlib

OpenFOAM 运行依赖

  • OpenFOAM 已安装
  • 并行求解需要 mpirun(OpenMPI 或兼容实现)
  • 建议先 source OpenFOAM 环境(如 etc/bashrc

常见环境变量(预检和命令解析会用到):

  • WM_PROJECT_DIR
  • WM_PROJECT_VERSION
  • FOAM_APPBIN
  • FOAM_TUTORIALS

快速开始

1) 安装

cd /path/to/openfoam-mcp
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt
pip install -e .

2) 启动服务

方式 A:

source .venv/bin/activate
python run_server.py

方式 B:

source .venv/bin/activate
python src/server.py

方式 C:

source .venv/bin/activate
openfoam-mcp

3) 最小调用流程

推荐顺序:

  1. openfoam_generate_modeling_plan
  2. openfoam_create_case
  3. openfoam_preflight_check
  4. openfoam_run_solveropenfoam_run_parallel
  5. openfoam_get_run_status / openfoam_generate_residual_plot

如需一键执行,使用:openfoam_run_workflow_from_prompt

MCP 配置示例

项目内示例:.mcp.json

{
  "mcpServers": {
    "openfoam": {
      "command": "/home/your_user/openfoam-mcp/.venv/bin/python",
      "args": [
        "/home/your_user/openfoam-mcp/run_server.py"
      ]
    }
  }
}

按实际路径替换 commandargs

传输模式与访问地址

支持 transport:

  • sse
  • streamable-http
  • stdio

常用环境变量:

  • OPENFOAM_MCP_TRANSPORT(默认 sse
  • OPENFOAM_MCP_HOST(默认 127.0.0.1
  • OPENFOAM_MCP_PORT(默认 8000,若有 PORT 则跟随)
  • OPENFOAM_MCP_SSE_PATH(默认 /sse
  • OPENFOAM_MCP_STREAMABLE_HTTP_PATH(默认 /mcp
  • OPENFOAM_MCP_ARTIFACT_DIR(默认 /app/artifacts,不可写时回退 /tmp/openfoam-mcp-artifacts
  • OPENFOAM_MCP_ARTIFACT_BASE_URL
  • OPENFOAM_MCP_PORTAL_BASE_URL

streamable-http 启动示例:

source .venv/bin/activate
OPENFOAM_MCP_TRANSPORT=streamable-http \
OPENFOAM_MCP_PORT=8011 \
python src/server.py

常用地址(本地):

  • MCP:http://127.0.0.1:8011/mcp
  • 健康检查:http://127.0.0.1:8011/health
  • Portal:http://127.0.0.1:8011/portal/
  • Artifact:http://127.0.0.1:8011/artifacts//
  • Job 状态:http://127.0.0.1:8011/jobs//status
  • Job SSE:http://127.0.0.1:8011/jobs//events

全部 MCP Tools(23 个)

模板与案例

  • openfoam_list_templates
  • openfoam_get_template_info
  • openfoam_create_case
  • openfoam_validate_case
  • openfoam_generate_mesh
  • openfoam_generate_boundary_conditions

执行与监控

  • openfoam_run_solver
  • openfoam_run_parallel
  • openfoam_get_run_status
  • openfoam_generate_residual_plot

知识与辅助

  • openfoam_analyze_problem
  • openfoam_get_fluid_properties
  • openfoam_calculate_yplus
  • openfoam_search_tutorials
  • openfoam_read_tutorial_file

字典与调试

  • openfoam_get_patch_list
  • openfoam_read_dictionary
  • openfoam_update_dictionary

稳定性与工作流

  • openfoam_preflight_check
  • openfoam_assess_case_stability
  • openfoam_apply_stability_fixes
  • openfoam_generate_modeling_plan
  • openfoam_run_workflow_from_prompt

模板清单(当前实现)

Template IDCategorySolver
pipe_flowincompressiblesimpleFoam
cavity_flowincompressibleicoFoam
cylinder_flowincompressiblepimpleFoam
natural_convectionheat_transferbuoyantSimpleFoam
dam_breakmultiphaseinterFoam
bubble_risingmultiphaseinterFoam
backward_stepincompressiblesimpleFoam
channel_flowincompressiblepimpleFoam
flat_plateincompressiblesimpleFoam
mixing_elbowincompressiblesimpleFoam
heat_exchangerheat_transferbuoyantSimpleFoam
shock_tubecompressiblerhoCentralFoam
supersonic_nozzlecompressiblerhoCentralFoam

关键运行行为

openfoam_preflight_check

  • 场景:diagnostic | mesh | solver | parallel
  • 输出:ready / degraded / blocked + 错误/警告/通过统计
  • 并行场景会检查 decomposeParmpirun 可执行性和运行时问题

openfoam_run_solver

  • 未显式传 solver 时,自动从 system/controlDict 读取
  • 命令解析顺序:PATH -> FOAM_APPBIN
  • 命令缺失时返回“未执行(环境未就绪)”,不做硬崩溃

openfoam_run_parallel

  • 无网格时可自动触发 blockMesh
  • 并行依赖不完整时自动回退串行
  • decomposePar 失败时回退串行
  • 识别到 MPI/PMIx 运行时失败(例如 PMIx listener/socket 权限问题)时,自动回退串行

openfoam_run_workflow_from_prompt

  • 按任务意图自动选择 preflight profile
  • case_path 可选;未提供时自动分配到允许目录(默认 /tmp/openfoam-mcp/cases/
  • 返回 portal_url / delivery_url 用于最终交付
  • 状态:completedcompleted_with_warningspartial_failed
  • 并行失败可降级串行并标记 execution_mode=serial_fallback

输入与安全约束

  • 多数 case_path 要求绝对路径
  • openfoam_run_workflow_from_prompt 可省略 case_path(服务端安全分配)
  • 教程读取限制在 FOAM_TUTORIALS
  • 字典读写限制在案例目录,防止路径逃逸

测试

运行全部测试:

source .venv/bin/activate
python -m pytest -q

项目结构

openfoam-mcp/
├── src/
│   ├── server.py                 # MCP 服务入口与 tool 注册
│   ├── core/                     # 生成、执行、并行、后处理、验证
│   ├── tools/                    # MCP tool 实现
│   ├── templates/                # 模板定义
│   └── knowledge/                # 物性/求解策略知识
├── examples/
├── tests/
├── docker/
├── run_server.py
└── .mcp.json

Docker 与 Cloud Run 部署

Dockerfile 已内置 OpenFOAM 11。容器启动脚本会尝试加载 /opt/openfoam11/etc/bashrc,并补齐 LD_LIBRARY_PATH(包含 dummy 分解库目录)。

本地 Docker

cd /path/to/openfoam-mcp
docker build -t openfoam-mcp:latest .
docker run --rm -p 8080:8080 \
  -e OPENFOAM_MCP_TRANSPORT=streamable-http \
  -e OPENFOAM_MCP_ARTIFACT_BASE_URL=http://127.0.0.1:8080/artifacts \
  -e OPENFOAM_MCP_PORTAL_BASE_URL=http://127.0.0.1:8080/portal \
  openfoam-mcp:latest

访问:

  • 健康检查:http://127.0.0.1:8080/health
  • MCP:http://127.0.0.1:8080/mcp

Cloud Run(Artifact Registry)

PROJECT_ID=""
REGION="us-central1"
REPO="openfoam-mcp"
IMAGE="openfoam-mcp"
SERVICE="openfoam-mcp"

gcloud config set project "${PROJECT_ID}"
gcloud services enable run.googleapis.com artifactregistry.googleapis.com cloudbuild.googleapis.com
gcloud artifacts repositories create "${REPO}" \
  --repository-format=docker \
  --location="${REGION}" \
  --description="OpenFOAM MCP images"
gcloud auth configure-docker "${REGION}-docker.pkg.dev"

IMAGE_URI="${REGION}-docker.pkg.dev/${PROJECT_ID}/${REPO}/${IMAGE}:latest"
docker build --platform linux/amd64 -t "${IMAGE_URI}" .
docker push "${IMAGE_URI}"

gcloud run deploy "${SERVICE}" \
  --image "${IMAGE_URI}" \
  --region "${REGION}" \
  --allow-unauthenticated

回填 URL:

SERVICE_URL="$(gcloud run services describe "${SERVICE}" --region "${REGION}" --format='value(status.url)')"
gcloud run services update "${SERVICE}" \
  --region "${REGION}" \
  --set-env-vars "OPENFOAM_MCP_TRANSPORT=streamable-http,OPENFOAM_MCP_ARTIFACT_BASE_URL=${SERVICE_URL}/artifacts,OPENFOAM_MCP_PORTAL_BASE_URL=${SERVICE_URL}/portal"

常见问题(FAQ)

1) 找不到 simpleFoam / blockMesh / decomposePar

先加载 OpenFOAM 环境:

source /path/to/OpenFOAM/etc/bashrc

然后执行:

openfoam_preflight_check(profile="solver" 或 "parallel")

2) 并行求解失败怎么办

建议排查顺序:

  1. mpirundecomposeParreconstructPar 是否可用
  2. n_processors >= 2 是否满足
  3. 是否出现 libmetisDecomp.so 缺失
  4. 是否出现 PMIx/MPI 运行时权限问题(如 listener thread failed to startsocket() failed with errno=1

说明:在受限沙箱环境(如部分无服务器运行时)中,MPI 可能不可用。此时系统会尝试回退串行,建议将并行计算放到 VM/K8s/HPC 节点执行。

3) 为什么 workflow 返回 completed_with_warnings

表示主流程完成,但出现了告警(例如预检告警、阶段跳过、并行回退串行)。请查看返回中的 warnings 字段。

Roadmap

  • 可观测性:指标、失败率、时延与实例健康告警
  • 存储外部化:Artifacts 从本地目录迁移到对象存储
  • 异步任务化:重任务走队列/worker,提升并发和可靠性

目录标签

目录标签

Python云原生AI代理CFD自动化本地部署OpenFOAMAI助手工程任务自动化

接入字段

传输方式(transport,传输协议)

stdio

鉴权方式(authType,认证方式)

none

运行时(runtime,运行环境)

Python

工具数量(toolCount,工具数)

23

资源数量(resourceCount,资源数)

0

提示词数量(promptCount,提示词数)

0

权限和风险

stdionone部署方式未说明

接入前请确认传输方式、认证方式和部署位置,并根据实际工具能力限制访问范围。

安装前确认

不要直接授予不必要的文件、网络或账号权限;先核对安装命令和配置内容。

来源信息

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