支持异地协同设计的机群有限元计算可视化后处理初探

发布时间：2020-04-01 21:23

【摘要】：虚拟设计和制造是当前机械设计领域的研究热点,CAD、CAE、CAM的集成化成为必然趋势。基于WEB技术的异地协同设计、异地协同分析、异地协同生产的关键是共享信息,如何实现远程的设计、分析、制造之间及时有效的信息交流和实时异地操作是共享研究的重点。以有限元数值分析技术为核心的CAE在机械设计领域越来越发挥重要作用,成为现代化企业设计和生产的关键环节。有限元数值分析技术发展方向之一是在个人计算机组成的机群环境下进行三维超大型结构的大规模并行分析。在机群环境下,还可以实现对有限元分析的大量结果数据的三维可视化,产生充分反映数据场变量信息的可视化图形图像。为了满足远程设计端对有限元分析结果的共享要求,采用基于WEB技术的客户端和服务器模式,实现有限元计算可视化结果的网络后处理,把有限元计算可视化结果利用JPEG技术压缩,进行远程高效传递,实现计算端对设计端信息共享的支持,以屏幕交互的方式实现设计端对计算端的实时反馈。文章首先从三维有限单元法的分析过程和特点开始,说明了三维有限元计算的并行性特点,探讨了以个人计算机为节点的机群有限元并行计算环境的建立,以及有限元软件技术的发展。接着对在机群环境下进行有限元计算数据可视化涉及的技术和方法进行讨论,就任意剖面求解,等值面、表面等值线的绘制,彩色云图的绘制等问题进行了介绍。利用VC++和OPENGL的混合编程技术,对实现有限元计算可视化结果的三维模型重建,真实感图像的显示绘制技术进行了探讨。最后详细讨论了利用JPEG压缩技术实现对有限元计算可视化结果进行压缩和解压缩,完成JPEG编码和解码算法用于有限元计算结果可视化图像压缩和解压缩的程序设计,实现有限元计算结果可视化图像的快速和高效的远程传递,为设计提供及时、可靠的数值分析结果,支持异地协同设计。文章最后对本研究加以总结,提出进一步研究的方向。
【图文】：

分布情况,等值面,分布情况

学硕士学位论文 3 三维有限元计算结果可视jklf≤f≤f分别表示四面体的四个顶点的场值。然后针对不同情况的单元进行线性插值，获得等值面的分布。四面体单元与等值面的关系 (fp表示等值面的阈值)：＜fi或 fp＞fl，四面体与等值面无交点；＞fp＞fi,等值面分布如图 3.3 (a) 所示；＞fp＞fk,等值面分布如图 3.3 (b) 所示；. fk＞fp＞fj,等值面分布如图 3.3 (c) 所示（等值面与四面体相交的点共面）。

流程图,空间物体,屏幕显示,流程图

作系统 Windows 中全面支持 OPENGL 技术以成为一件简单的事情，，为计算机图形学、科实等热门研究领域的发展带来新的契机。以真模显示在军事、航天、地质、游戏领域广泛术是普遍的，把可视化结果的图像显示绘制中的物体有三个维度：高度、宽度、深度。计算机屏幕是平面二维的。用一副二维平面的三个维度，就是三维模型的计算机输出要模型的过程叫造型，三维模型加上光照效果暗处理，造型物体在明暗处理后形成真实感建立关键在于准确表示物体的几何空间位物体输出成像在二维平面上，可以用人眼观原理。在几何关系和空间拓扑关系明确的情屏幕上画出的三维物体的二维图形，这个图形一个三维物体的模型过程流程图为图 4.1。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH122

【参考文献】