离散元可视化平台开发与钙质砂渗流数值模拟

发布时间：2020-06-15 07:43

【摘要】：在现代社会,越来越多的人开始将CAE软件应用到工程领域,CAE(Computer Aided Engineering,计算机辅助工程)是以计算机为基本工具,对具体的工程问题进行数值模拟、分析、得出结论。应用CAE软件可以克服工程中因操作难、成本高而无法进行实际实验的难题。CAE软件背后隐藏的是适用于行业相关的标准规范或者算法,通过计算机减少不必要的计算时间。不同领域CAE软件功能千差万别,DEM(Discrete Element Method,离散元方法)经常作为CAE软件中进行数值模拟的一种算法,DEM与CAE软件的结合为工程问题研究提供了非常便利的工具。本文利用开源的离散元程序LIGGGHTS作为新开发软件SeaDEM的数值模拟算法,形成一款前后处理为一体的海洋土数值模拟用户交互界面软件。SeaDEM是一款比较系统的软件,包含前处理中参数的输入与计算、后处理中数据处理系统以及三维可视化显示。为了满足软件的功能需求,本文在深入研究相关理论知识、掌握软件开发技术,利用Qt Creator开发框架结合多个外接应用库实现了软件的开发,主要工作和结论如下:(1)对软件功能进行分析,设计出合理的结构体系,在结构体系下进行界面开发,每个界面实现了经过合理分类的参数输入。(2)运用C++面向对象技术实现界面类的定义,在类中编码实现界面中具体的功能。并利用数据库知识解决数据操作问题。(3)仿真模拟特点是能将数值模拟计算的结果进行可视化动态显示,本软件利用OpenGL开发库实现了三维可视功能,包括云图设计与运动过程控制。(4)工程中应用CAE软件是为了分析数据得出某种结论,本软件包含了数据处理系统,通过数据处理系统能将计算完成后生成的数据经过一键操作处理,形成数据之间的关系图,以供问题分析。(5)为了测试软件的实用性,按照本软件测试的基本步骤,选取了三个针对钙质砂渗流问题的计算模型进行了数值模拟,成功运行后,对数据处理形成关系图,并对其做了分析。即验证了软件的可用性也验证了本课题组新开发的模型的合理性。本软件的开发有助于高效率地使用LIGGGHTS,减少本课题组进行数值模拟时间,更能够节约使用商业软件产生的费用,我国离散元软件是极少的,其中的主要原因也包括不重视将理论知识应用到计算机软件,希望本软件能为以后开发提供相关技术支持。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU41

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本文编号：2714111