技能简介

flow5ctl 是一款 AI 驱动的飞机设计 MCP 服务器与命令行工具，专门面向低雷诺数（Low-Reynolds-number）飞行器设计场景。通过让 AI Agent（Claude Desktop、Claude Code、Codex 或任意 MCP 客户端）驱动 flow5 无头批处理引擎，实现气动设计的自动化闭环。用户只需描述高层设计需求（如翼展、展弦比、机翼形状、质量分布），flow5ctl 自动完成几何计算、XML 验证、求解器调用和结果解析，返回可直接推理的工程摘要，而非原始数据。

核心能力

• 13 工具 + 7 资源 + 4 提示词：通过 MCP 协议暴露完整的气动分析能力，支持设计描述、极曲线计算、参数扫描、平衡求解等操作。
• 双前端设计：同时提供 MCP Server（flow5ctl mcp）和 CLI（flow5ctl）两种接口，数据层完全共享，确保能力永不漂移。
• YAML 驱动的工作流：以 YAML 文件为唯一数据源，XML 为构建产物，全部结果存入 Git 友好的项目目录，支持人工审查与差异对比。
• 自动几何计算：自动推导 flow5 批处理所需的参考面积、翼展、平均气动弦长（MAC）等参数，用户无需手动计算。
• 容错与诊断：自动处理 flow5 自身缺陷（如分步 segfault、极曲线文件格式歧义、静态裕度百分比与小数点的歧义），以人类可读的方式报告错误和警告。
• 地面效应分析：内置地效（Ground Effect）分析，支持一键对比自由空气和地面附近的升阻比变化。
• 缓存机制：2D 翼型极曲线首次计算后自动缓存，后续分析在 1 秒内完成。
• 多领域预设：内置人类动力飞行器（HPA）、遥控滑翔机（RC Glider，F3B/F3F/F5J/DLG）和小型无人机（UAV）三种预设，开箱即用。

安装配置

1. 安装 flow5（必需）：从 https://flow5.tech 下载并安装 flow5 7.57（仅 macOS）。
2. 安装 flow5ctl： pip install flow5ctl

   或使用 uvx（无需本地安装）：

   uvx --from "flow5ctl[plot]" flow5ctl

3. 配置 MCP（Claude Desktop）：在 Claude Desktop 配置文件中添加： { "mcpServers": { "flow5": { "command": "uvx", "args": ["--from", "flow5ctl[plot]", "flow5ctl", "mcp"] } } }
4. 验证安装： flow5ctl doctor

   输出应显示 flow5 路径和版本验证信息

使用步骤

1. 初始化设计项目： flow5ctl init Glider --example rc-glider

   或指定 YAML 文件：flow5ctl init Glider --file path/to/design.yaml

2. 定义设计参数（修改生成的 glider.yaml）： preset: rc-glider requirements: {cruise_speed: 12.0, objective: min_sink} wing: planform: {span: 3.0, root_chord: 0.24, taper: 0.55, dihedral: 3.0, washout: -1.5}
3. 运行气动分析： flow5ctl analyze Glider --type T1 --speed 12 --alpha=-2,8,2
4. 求解平衡状态（定常飞行、静态裕度、配平俯仰）： flow5ctl trim Glider --target level --speed 11 flow5ctl trim Glider --target static-margin --value 0.10
5. 参数扫描与对比： flow5ctl sweep Glider --parameter cg_x --values 0.04:0.09:6 --metrics static_margin,trim_alpha,ld_at_trim
6. 查看结果： flow5ctl open # 将 .fl5 文件交给 GUI 打开，供人工检查

适用场景

• 人类动力飞行器设计（鸟人大赛、Daedalus 级）：30m+ 翼展、AR≈30、Re≈5×10⁵~1×10⁶，涵盖地面效应、展向载荷分布和结构质量预算。
• 遥控滑翔机调校（F3B/F3F/F5J/DLG）：1.5~4m 翼展，含变弯度襟翼、配重和宽速度范围优化。
• 小型无人机气动设计：同雷诺数区间的 UAV 参数化设计与优化。
• 气动实验参数研究：批量扫描不同几何参数对升阻比、静态裕度等指标的影响，加速迭代。
• 教学与科普：以 Claude Desktop 对话方式探索气动设计原理，降低学习门槛。

适用人群

• 航模爱好者与竞技选手：需要精确调校遥控滑翔机或 F3B/F3F 竞赛机型，flow5ctl 可自动化大量参数迭代。
• 航空工程师与研究人员：需要批量运行气动参数研究，Git 友好格式便于版本控制和团队协作。
• AI Agent 开发者：构建专业领域 Agent 时，将 flow5ctl 作为垂直领域的 MCP 工具集成到 Agent 工作流。
• 学生与教育者：用自然语言驱动气动设计实验，降低 CFD 软件的学习门槛。

工作原理

flow5ctl 以 YAML 文件为唯一真实数据源，经几何计算生成 flow5 所需的 XML 构建产物（plane.xml、polar.xml、script.xml），调用 flow5 -s script.xml 执行批处理求解（约 0.5 秒/次），解析结果后以结构化摘要返回给 Agent。设计目录全程保存在 Git 友好格式中，人类可检查、diff 和审核。每次分析报告均明确说明数据排除项（如机体之外的整流罩和线缆阻力），以及翼根弯矩（含闭合公式验证），确保结果可信赖。

官方链接

• PyPI：https://pypi.org/project/flow5ctl/
• GitHub：https://github.com/97kuek/flow5ctl
• flow5 官网：https://flow5.tech
• Claude Desktop 配置文档：https://github.com/97kuek/flow5ctl/blob/main/docs/MCP.md