Computational Fluid Dynamics (CFD) is critical for scientific advancement but is hindered by operational complexity and high expertise barriers. This paper introduces ChatCFD, a Large Language Model (LLM)-driven multi-agent system designed for end-to-end CFD automation using OpenFOAM. Powered by DeepSeek-R1/V3, ChatCFD integrates structured domain knowledge bases, a precise error locator, and iterative reflection to dramatically outperform existing methods. On 315 benchmark cases, ChatCFD achieves 82.1% execution success (vs. 6.2% for MetaOpenFOAM and 42.3% for Foam-Agent) and 68.12% physical fidelity - a novel metric assessing scientific meaningfulness beyond mere runnability. A dedicated Physics Interpreter attains 97.4% summary fidelity, bridging the gap between narrative fluency and the enforcement of tight physical constraints. Resource analysis confirms efficiency, averaging 192.1k tokens and $0.208 per case, significantly lower than baseline costs. Ablation studies identify the Error Locator and Solver Template DB as critical, with the latter's removal collapsing accuracy to 48%. The system exhibits robust flexibility, achieving 95.23% success in autonomous solver selection and 100% in turbulence modeling, while successfully reproducing complex literature cases (e.g., NACA0012, supersonic nozzle) with 60-80% success rates where baselines failed. Featuring a modular, MCP-compatible design, ChatCFD facilitates scalable, collaborative AI-driven CFD. Code is available at: https://github.com/ConMoo/ChatCFD


翻译:计算流体动力学(CFD)对科学进步至关重要,但其操作复杂性和高专业门槛构成了显著障碍。本文提出ChatCFD,一种基于大语言模型(LLM)驱动的多智能体系统,旨在利用OpenFOAM实现端到端的CFD自动化。该系统以DeepSeek-R1/V3为核心,集成了结构化领域知识库、精确错误定位器与迭代反思机制,性能显著超越现有方法。在315个基准案例上,ChatCFD实现了82.1%的执行成功率(对比MetaOpenFOAM的6.2%与Foam-Agent的42.3%)以及68.12%的物理保真度——后者是超越单纯可运行性、评估科学意义的新颖指标。专用的物理解释器实现了97.4%的摘要保真度,弥合了叙述流畅性与严格物理约束执行之间的差距。资源分析证实了其高效性,平均每案例消耗192.1k tokens和0.208美元,显著低于基线成本。消融实验表明错误定位器与求解器模板数据库至关重要,移除后者会使准确率骤降至48%。该系统展现出强大的灵活性,在自主求解器选择中达到95.23%的成功率,在湍流建模中达到100%,并成功复现了复杂文献案例(如NACA0012翼型、超音速喷管),在基线方法失败的场景中取得了60-80%的成功率。ChatCFD采用模块化且兼容MCP的设计,为可扩展、协作式的AI驱动CFD研究提供了支持。代码已开源:https://github.com/ConMoo/ChatCFD

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