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柱坐标下基于OpenGL非均匀FDTD网格图形可视化应用研究

潘保国  
【摘要】: 应用现代计算机技术实现电磁仿真,合理地划分计算域和自动生成网格,形象地再现不同介质之间的电磁场分布和变化情况,为后期进行FDTD分析研究提供数据支持以及可视化服务,已经成为电磁计算领域中的一个研究热点。本文基于计算机图形学理论以及OpenGL技术对电磁场的FDTD网格生成和图形可视化展开研究,主要完成工作如下: (1)对时域有限差分的基本原理和相关内容做了深入的分析研究,并且针对时域有限差分法的特点,详细讨论了其在相关领域中的应用; (2)基于FDTD网格的基本要求,对非均匀FDTD网格划分的算法展开研究,提出一种改进型的算法,从而提高了网格生成的效率; (3)对OpenGL技术进行了深入研究,结合FDTD网格图形的特点,较好地将其应用于网格图形的设计和建模,并且针对三维图形的消隐展开了研究,提出了基于OpenGL的图形消隐改进方法,有效地提高了三维图形可视化程度; (4)通过对上述理论和相关技术的研究,基于Visual Basic 6.0平台,开发出《基于OpenGL技术的柱面坐标下非均匀FDTD网格图形生成系统》,实现了系统预先设计的功能。 目前,该系统运行正常,性能稳定,可为FDTD用户提供电磁计算和可视化服务。文中以微带级联带阻滤波器、环形微带谐振器、双层微带低通圆柱滤波器为实例进行了多项演示,结果表明网格划分准确、图形效果好、可视化程度高。


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