CFD流线追踪算法设计与实现
[关键词:CFD流线,追踪算法] [热度 ]提示:此毕业设计论文完整版包含【论文】 作品编号:rjgc0391,word全文:43页,合计:15000字 |
论文的组织结构
绪论交代了所选课题的研究背景,选题原因,选题意义以及所用到的工具。第二章讲述了VTK管线机制,详细介绍了VTK中数据流向以及管线可视化的机制。第三章研究了CFD流线算法,从数据预处理到点定位,再到流线积分,最后生成流线,详细讲述了流线生成过程。第四章主要讲了流线可视化,同时对流线算法进行了实例数据测试。结论写了自己对论文的心得和感受,展望写了自己的不足之处和亟待去改善的地方。
VTK流线Filter
从VTK官网获取了VTK一个有关流线生成的例子——StreamLines,作者用C++代码实现了流线生成的算法,使用复杂CFD仿真中一些数据来测试该算法,并使用VTK和OpenGL完成几何图元可视化的绘制,具体如下:通过使用vtkStreamLine类实现流线的绘制,函数通过argv数组传参读入vtkData数据文件,再使用vtkMultiBlockPLOT3DReader得到文件并设置文件属性,用vtkPlaneSource类的对象设置源种子点数据,最后根据VTK管线机制将数据在RenderWindow中显示出来,添加vtkRenderWindowInteractor对象提供给用户交互功能,图4.8展示了实际运行中绘制一条和多条流线的情况......
结论
本课题研究了基于CFD的流线生成算法,首先对实验仿真数据的六面体网格进行剖分成四面体网格,通过四面体网格之间的拓扑关系进行快速点定位,确定流场中的点位于哪个四面体网格中,插值求得该点的属性值,并采用自适应步长的积分方法来进行流线追踪。实现算法后对其进行可视化,为此对VTK可视化机制,以及Paraview可视化显示机制做了一定工作,根据VTK的管线机制和数据结构,设计等值线和等值面的可视化提取算法,从而实现对标量场中二维、三维数据进行可视化。Paraview用来实现VTK文件的可视化有着很明显的优势,VTK代码包直接嵌入Paraview源码中,编译生成的可视化软件paraview.exe具有VTK各种Filters的功能,在开源的同时实现数据并行处理,可视化效果更佳,使用起来也更加简便,并且通过对Paraview属性界面进行源码改写,查阅VTK相关类库、头文件以及对应的函数名、方法名,可以将VTK中对图形拥有的操作功能写入Paraview属性面板中,实现自定义Filter属性功能。
本课题从选题、安装环境到实现历时3个月左右,因为之前没有接触过计算流体动力学,也没有可视化的经验,所以最初开始进行毕设的时候是非常痛苦的,尤其体现在编译Paraview源码的过程中,遇到了许多从未遇见过也预想不到的问题,在最初的一个月了,我在老师和师兄的帮助下对这些问题逐一解决,并形成了一套自己解决Visual Studio报错的方案文档,可以说是我个人装环境的一点经验教训吧,从那之后,我陆续安装好了VTK,osg,wxWidgets等开源软件,发现装环境的机制都是一套一套的,所谓一招鲜吃遍天大抵如此,在安装完环境后对于算法我研读了很久,对算法的思想大抵了解了,通过对VTK中流线的例子进行研究,发现对于流线生成,VTK中已经有很好的API支持了,而我们只需要站在前人的肩膀上摘苹果就好,当然自己去熟悉这个过程,哪怕最终没有得到想要的结果,至少自己是成长了的,然后又通过Paraview这款强大的可视化软件对VTK实例数据集进行可视化渲染,出现了很多美妙的图像形状,我觉得,这大概就是可视化的魅力吧。
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