热防护软件前后处理界面的开发

发布时间：2017-09-13 06:38

  本文关键词：热防护软件前后处理界面的开发

  更多相关文章： Delaunay算法 三角剖分 计算流体力学 可视化

【摘要】：随着人类对高超声速飞行器的不断探索,材料的热防护系统已经成了高超声速飞行器发展的瓶颈。热防护系统的研究是高超声速飞行器热防护的基础,许多国家都大力开展了高超声速飞行器热防护材料与结构的相关研究。本文主要就飞行器热防护软件前后处理界面进行了进一步开发,软件的核心部分是热响应计算模块、CFD(Computational Fluid Dynamics)计算模块和独立出来的二维网格剖分模块。热响应计算模块包括热界面和热解层的计算,CFD模块包括CFD数据输入界面和CFD程序计算模块。网格剖分用Delaunay算法来生成三角网格,进而达到网格划分的目的。为实现软件剖分网格的良好效果和可视化,采用C++作为开发语言,使用VS2005编译整套算法,成功运行并生成扩展文件(核心)。在AutoCAD2008环境下,利用ObjectARX2008开发工具和VS2005平台开发了一款适合任意二维图形的三角网格剖分程序。利用CAD2008的绘图功能,结合ObjectARX 2008,在画完图形布点后,进行边界的离散,然后加载扩展文件,输入一系列命令,实现节点之间的有序连接,从而达到剖分图形的功能。在剖分的整个过程中,可以根据要求控制点的密度来控制网格的稀疏程度,可对局部重点区域进行网格的加密工作。网格剖分完成的二维图形可以利用计算机辅助设计Computer Aided Design(简称CAD)软件的相关功能以一定的格式导出所需的数据。软件从功能上可以分为四部分：前处理模块、计算模块、后置处理模块、网格划分。前处理模块主要的功能是建立参数输入界面,为文本控件建立不同的变量。当参数确定后,所需前处理的文本文件内的数据也会随之更新。计算模块包括调用MATLAB核心程序和CFD程序。外部独立运行的二维网格剖分程序能够很好的实现图形的剖分。后处理模块的主要功能是数据输出,包括输出文件,曲线以及图形的显示。
【关键词】：Delaunay算法 三角剖分 计算流体力学 可视化
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V244.1;TP311.52
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 选题意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 计算机仿真12-13
• 1.2.2 网格剖分的研究方法13-16
• 1.3 主要研究内容16-17
• 2 Delaunay三角网格剖分算法的实现17-36
• 2.1 三角剖分17-18
• 2.1.1 n维单纯形17
• 2.1.2 三角化17-18
• 2.2 三角网格生成算法18-22
• 2.2.1 常见的几种网格生成算法18-21
• 2.2.2 Delaunay三角化的定义和性质21-22
• 2.3 Delaunay三角剖分22-26
• 2.3.1 限定Delaunay三角剖分23-24
• 2.3.2 点的邻域与Voronoi图24-25
• 2.3.3 剖分域的划分及优化25-26
• 2.4 Delaunay三角化的实现26-34
• 2.4.1 逐点插入法27-28
• 2.4.2 建立初始三角形包容盒网格28
• 2.4.3 布点的技术28-31
• 2.4.4 三角形单元质量的评价31-32
• 2.4.5 任意多边形的Delaunay三角剖分32-34
• 2.5 二维Delaunay三角网格剖分设计34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 3 基于ObjectARX的CAD造型系统36-49
• 3.1 CAD造型系统的运用36-37
• 3.2 ObjectARX与AutoCAD的结合37-38
• 3.3 二维网格剖分可视化的实现38-43
• 3.3.1 二维网格可视化生成系统工作机理38-40
• 3.3.2 ObjectARX程序的创建环境40-43
• 3.4 AutoCAD2008图形的绘制43-46
• 3.5 网格剖分过程及相关代码46-48
• 3.6 本章小结48-49
• 4 CFD模块界面的开发49-54
• 4.1 CFD基本理论及其发展史49-52
• 4.1.1 CFD前处理器结构49-52
• 4.2 CFD前处理器设计的相关代码52-53
• 4.3 本章小结53-54
• 5 飞行器热防护软件界面的开发54-70
• 5.1 飞行器热防护软件主界面54-56
• 5.2 软件设计模块56-63
• 5.2.1 数据库模型56-60
• 5.2.2 Visual C++与MATLAB的混合编程60-63
• 5.3 评估系统63-66
• 5.4 后处理器系统66-67
• 5.5 程序的打包发布67-69
• 5.6 本章小结69-70
• 6 结论与展望70-71
• 6.1 结论70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-74
• 作者简历74-76
• 学位论文数据集76

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本文编号：842115