3D-FSM·DDM数值模拟后处理子系统开发研究

论文摘要

3D FSM·DDM边界元主计算程序计算出的结果是一个庞大的数据文件,含有海量的数据,要想从这些数据中提取出需要的信息就必须对结果数据进行处理。最原始的方式是通过手工进行处理,对于少量的数据这样做免强可以,但稍微大一点的数据文件就不适用了。计算机可视化技术的出现为数据处理提供了可靠的工具。边界元数据的可视化称为边界元的后处理,主要是通过图形的形式把边界元计算得到的海量数据形象直观的表现出来,为系统分析提供参考依据。 在科学计算可视化软件中最常用的数据可视化形式是等值线图、云图和变形图等,本文的可视化后处理程序中具有的可视化方式有:应力或位移等值线图、应力或位移云图、变形图和位移矢量图等。论文及配套程序中的这些图形只是针对某个剖面的,还没有涉及到三维体表面上的等值线图及云图等。 边界元计算结果中的数据都有是三角形单元的重心上的数据值,而在等值线及云图的生成是通过节点上的数据来得到的,为了解决这个问题,论文的配套程序采用的是直接把重心点连成三角网格,即把重心点当作节点来处理。在三角形剖分的过程序中用到了Delaunay三角剖分法。 等值线的寻找用的线性插值的方法。从三角形网格单元的边上通过线性插值的方法找出等值点,再把等值点用直线连接成线而形成折线式等值线。每条等值线线段把三角形单元分成若干个凸多边形,根据这些小多边形单元的平均应力或位移值并对照颜色表,把小多边形填充以不同的颜色就形成了云图。 把节点的原始坐标加上边界元程序计算得出的位移值便得到了节点在变形后的坐标,把变形后的坐标点连接成网格就形成了变形图,把节点变形前的坐标点与变形后的坐标点用直线连接起来就形成了位移矢量图。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 数据可视化技术
• 1.2 课题的提出及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文所做的工作
• 2 系统的开发及组织
• 2.1 边界元软件技术
• 2.2 后处理程序开发工具
• 2.3 计算机图形学
• 2.4 OPENGL （OPEN GRAPHICS LIBRARY）简介
• 2.5 程序的组织结构
• 2.6 程序用到的数据结构
• 3 离散点的网格化
• 3.1 离散点三角网格生成算法的进展
• 3.2 分治算法
• 3.3 三角形生长法
• 3.4 最大角连网法
• 3.5 局部优化
• 3.6 逐点插入法
• 4 等值线图
• 4.1 等值线算法的发展
• 4.2 等值线的特点
• 4.3 数据的预处理
• 4.4 常用的等值线生成算法
• 5 彩云图
• 5.1 直线扫描充填法
• 5.2 单元扫描充填法
• 5.3 分区域充填法
• 5.4 单元分区域充填法
• 6 变形图和矢量图
• 6.1 变形图
• 6.2 位移矢量图
• 7 实例
• 7.1 实例一
• 7.2 实例二
• 8 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 主要参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文