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工程分析数据的远程交互可视化技术研究

徐龙  
【摘要】:随着CAE分析对象的复杂化和大型化以及计算精度的不断提高,计算得到的数据规模越来越大,规模巨大的计算结果可视化需要高性能的软件与硬件支持。因此可以构建服务于不同应用领域的数据可视化公共服务平台,平台集成各类可视化分析工具和高性能计算硬件,通过在线或离线的形式提供多种数据类型的可视化分析服务,从而能利用专业服务机构的优势解决目前大规模计算结果的后处理可视化问题。 离散数据作为工程分析结果的一种数据类型,不仅适应性好,有限元分析结果和其他方法获得的数据,只要拓扑信息丢失,均可以视作离散数据;而且可以分级、分精度处理,因此更能适应于大规模计算数据可视化需求。 论文在深入分析现有计算数据远程可视化平台系统和后处理可视化技术不足的基础上,提出了基于视频传输的界面共享的远程实时交互可视化平台系统和一组面向离散数据场的可视化算法,为计算结果数据的可视化提供了有效解决方案。 首先对远程实时交互可视化平台涉及的关键技术进行研究。提出基于VNC的远程交互可视化技术,通过视频/指令传输的界面共享方式,向客户端用户提供运行在服务器上的可视化软件的映射窗口,用户可以在该窗口中操作服务器上的可视化工具对计算结果数据进行各种可视化操作;提出了多任务管理调度方法,使平台能够支持多用户的实时可视化操作;利用Servlet技术以及面向连接的Socket通信机制实现了平台系统各模块之间的通信。 其次针对当前可视化技术主要面向有限元分析结果,而对离散数据场的可视化研究不足的问题,提出了离散数据场可视化的处理流程以及一组可视化算法。采用二叉树编码的方式对离散数据场进行分割,将离散点依据其空间坐标分配到二叉树底层结点,从而建立离散数据场的空间邻域结构;在离散数据场预处理的基础上,本文提出一组算法,可以对离散数据场进行各种可视化操作,包括流线搜索、梯度曲线搜索、剖面云图绘制和等值面提取等,并以飞机周围气流场的气动特性仿真分析结果数据为例对算法的有效性进行了验证。 最后根据计算数据远程可视化平台目标与功能要求,设计了平台系统的结构框架和工作流程,开发了集成了多种可视化软件的计算数据远程可视化平台软件DRVP,并对平台以及可视化软件的各项功能进行了应用验证。


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