有限元可視化系統(tǒng)是有限元分析系統(tǒng)的重要組成部分,其利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù),將有限元分析過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)量龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的計(jì)算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形圖像形式,以輔助設(shè)計(jì)人員直觀了解和深入洞察計(jì)算結(jié)果。隨著有限元方法和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展,有限元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜,新的可視化方法不斷出現(xiàn),為了更容易更便捷的將新的可視化方法應(yīng)用于日益復(fù)雜的有限元數(shù)據(jù),研究具有高度可擴(kuò)展性的通用有限元可視化系統(tǒng)具有重要意義。同時(shí)隨著GPU通用計(jì)算技術(shù)和CPU多核計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展,單機(jī)計(jì)算能力顯著增強(qiáng),單機(jī)有限元計(jì)算規(guī)模由過(guò)去的幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)節(jié)點(diǎn)規(guī)模發(fā)展到幾百萬(wàn),乃至幾千萬(wàn)節(jié)點(diǎn)規(guī)模,但隨之而來(lái)的問(wèn)題是單機(jī)圖形渲染能力相對(duì)不足。為了能流暢的顯示超大規(guī)模有限元數(shù)據(jù),研究高效的大規(guī)模有限元可視化策略非常關(guān)鍵。基于以上背景,本文圍繞超大規(guī)模通用有限元可視化系統(tǒng),從可擴(kuò)展系統(tǒng)架構(gòu)、大規(guī)�？梢暬呗浴⑼ㄓ每梢暬惴ê投ㄖ苹梢暬到y(tǒng)等方面開展了以下工作。第一,針對(duì)不斷出現(xiàn)的新的有限元可視化需求,提出了一種具有高度可擴(kuò)展性的有限元可視化系統(tǒng)架構(gòu)。在系統(tǒng)核心層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,運(yùn)用插件技術(shù),根據(jù)有限元數(shù)據(jù)處理流程,將可視化系統(tǒng)分為多個(gè)獨(dú)立的模塊,實(shí)... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：162 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１各種可視化方法??Ｆｉｇ．?１．１?Ｖａｒｉｏｕｓ?ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ??

??將可視化技術(shù)用于有限元結(jié)果顯示由來(lái)已久，如圖１．１所示，早在７０年代末，等值??線、云圖等傳統(tǒng)的可視化方法就己在有限元軟件中被廣泛應(yīng)用。８０年代末，隨著科學(xué)可??視化［３］?（Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｉｎ?Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ?Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）領(lǐng)域的興起，可視化方法變得日益豐富，??出現(xiàn)了等值面［４］、切面［５］、體繪制［６］等一系列可視化方法，并得以不斷發(fā)展和改進(jìn)。當(dāng)前，??隨著有限元方法的發(fā)展，有限元模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜。為了方便的集成現(xiàn)有的可視化??方法和靈活的添加新的可視化算法，對(duì)有限元可視化系統(tǒng)的可擴(kuò)展性有很髙的要求。因??此研宄具有高度可擴(kuò)展性的有限元可視化系統(tǒng)架構(gòu)具有重要意義。??＼?ｗ??ＫＵ??圖１．２大規(guī)模飛機(jī)網(wǎng)格模型??Ｆｉｇ?１．２?Ｌａｒｇｅ?ｓｃａｌｅ?ａｉｒｐｌａｎｅ?ｍｅｓｈ?ｍｏｄｅｌ??隨著各領(lǐng)域科學(xué)研宄的不斷深入和計(jì)算機(jī)性能的飛速發(fā)展，有限元計(jì)算規(guī)模也日益??增大，單機(jī)有限元分析規(guī)模由過(guò)去的幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)節(jié)點(diǎn)規(guī)模，發(fā)展到幾百萬(wàn)，乃至幾千??萬(wàn)節(jié)點(diǎn)規(guī)模。例如

可執(zhí)行程序后才能運(yùn)行。這樣一來(lái)，雖然程序執(zhí)行效率上有所提高，但程序的靈活性，??可調(diào)式性較差。??ＳｉＰＥＳＣ平臺(tái)以Ｃ＃語(yǔ)言開發(fā)，同時(shí)也提供了腳本語(yǔ)言支持。在圖１．３中設(shè)計(jì)插件接??口時(shí)，在方法設(shè)置中，選中“可腳本化”選項(xiàng)，生成代碼時(shí)，會(huì)自動(dòng)添加腳本支持代碼，??使得該方法可被腳本語(yǔ)言調(diào)用。??ＳｉＰＥＳＣ平臺(tái)現(xiàn)已支持ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ和Ｐｙｔｈｏｎ兩種腳本語(yǔ)言。利用腳本語(yǔ)言豐富的功??能包，可大大增加系統(tǒng)的靈活性。通過(guò)腳本語(yǔ)言，可動(dòng)態(tài)組合相關(guān)計(jì)算插件、可視化插??件和第三方的工具庫(kù)（如Ｐｙｔｈｏｎ的數(shù)學(xué)計(jì)算庫(kù)、圖線繪制工具等），實(shí)現(xiàn)定制化開發(fā)。??１．６．３圖形用戶界面??如圖１．４所示，ＳｉＰＥＳＣ平臺(tái)提供了大量的通用界面視圖部件，如進(jìn)度視圖、資源瀏??覽視圖、幫助視圖、屬性視圖等

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于不規(guī)則三角網(wǎng)的等值線填充算法[J]. 楊璽,吳晟,李英娜,李川.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2016(10)
[2]基于分形算法的三維地形可視化應(yīng)用[J]. 田明銀,蘭一麟濤,錢偉.  電子設(shè)計(jì)工程. 2016(14)
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[4]一種基于特征信息種子點(diǎn)選取的多層次流線可視化[J]. 巴振宇,單桂華,劉俊,夏爽.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]可視化設(shè)計(jì)中的色彩應(yīng)用[J]. 楊歡,李義娜,張康.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]基于八叉樹及LOD視相關(guān)大規(guī)模三維城市模型研究[J]. 孫青,徐霞.  科技通報(bào). 2014(03)
[7]一種基于不平滑度的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法[J]. 裴艷云,陳飛翔.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2013(14)
[8]基于VTK的有限元計(jì)算結(jié)果可視化[J]. 尹小剛,師廣山,黃佳.  西北水電. 2012(05)
[9]超大型三維有限元模型的快速可視化算法[J]. 鄒靜,紀(jì)洪廣.  圖學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]面向GPU的批LOD地形實(shí)時(shí)繪制[J]. 張兵強(qiáng),張立民,張建廷.  中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2012(04)

碩士論文
[1]基于Delaunay三角網(wǎng)的等值線生成算法的研究[D]. 姚家振.安徽大學(xué) 2015
[2]基于種子控制算法的矢量場(chǎng)可視化方法[D]. 吉曉娟.江南大學(xué) 2007
[3]科學(xué)可視化中的偽彩色技術(shù)研究[D]. 李麗潔.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3538983