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论科学计算可视化在结构分析中的应用

作者:阴曙光 刊名:山西建筑 上传者:张磊

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文章编号:100926825(2003)110015202 论科学计算可视化在结构分析中的应用 收稿日期:20030626 作者简介:阴曙光(19742) ,男 ,1999 年毕业于太原理工大学工民建专业 ,助理工程师 ,古交市建筑设计院 ,山西 太原  030200 阴 曙 光 摘  要 :。 关键词 :科学计算可视化 ,结构分析 ,前处理 ,后处理 中图分类号 :TU311. 4 文献标识码 :A 1  科学计算可视化 随着有限元在结构分析中的广泛应用 ,计算所得到的数据量也日益增加 ,迫切要求有能对数据的更形象、直观的描述 ,以帮助工程设计人员更好的分析结构设计。近些年计算机软件的飞速发展给可视化提供了条件。 科学计算可视化 (Visualization in Science Computing) 是指应用计算机图形学和图像处理技术 ,将科学计算过程中计算结果的数据转化为图形及图像在屏幕上显示出来 ,并进行交互处理的理论、方法和技术。科学计算可视化是在 1987 年 2 月美国国家科学基金会召开的研讨会上正式给出定义的 ,标志着科学可视化作为一门科学的正式诞生。它将图形生成技术、图像处理技术和人机交互技术结合起来。其主要功能是从复杂的多维数据中产生图形 ,也可以分析和理解送入计算机的图像数据。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉和人机交互技术。如今 ,科学计算可视化已不再局限于科学计算上 ,它已经被应用到医疗领域、有限元分析、核磁共振等各种工程实践中。 科学计算可视化研究内容包括两个方面 :一是可视化工具的研究 ,即研究如何把科学数据、数值图像转化成可视图形与可理解信息的算法和工具 ;二是可视化应用研究 ,即把可视化工具应用于科学和工程的各个学科的方式和方法。以下讨论可视化在结构分析中的应用。 科学计算可视化技术对结构分析有着非常积极的作用。它的应用可以分为前处理和后处理两部分。前处理可以帮助设计人员方便地检查数据输入的正确与否 ,有限元网格划分的恰当与否 ,并进行交互式的修改。后处理是对分析得到的数据用图形的方式显示出来 ,以便设计人员对结构的各种特性进行分析和从众 多的数据中找到想要的数据 ,并对结构进行改进。 2  结构分析中的可视化前处理 目前进行结构分析可视化处理的图形系统平台有 AutoCAD、 OpenGL、MaTLAB、Windows API等。其中 OpenGL(Open Graphics Li2brary)即开放式图形库是目前比较流行的图形图像处理方式 ,它的颜色、光照、纹理、反走样等功能十分强大 ,它提供的双缓存为计算机动画的实现找到了良好的解决方案。OpenGL 是作为一种新型的接口来实现的 ,与硬件无关的特性使其可以在不同的硬件平台上实现 ,其功能明显要比其它几种方式的功能强大。程序开发也有多种编程语言可以使用 ,比如 VB、Delphi、Fortran、Java、 VC + + 是如今最受程序员青睐的语言 ,它的类似继承性使程序的开发可以减少许多工作量。它的可扩展性也是其它语言无法比拟的。 因此 ,最理想的结构分析可视化开发是 VC + + 结合 OpenGL。结构信息和数据的输入可以借助对话框来实现 ,著名的有限元分 析软件 Ansys 就是这样处理的 ,但是它的图形显示窗口不接受鼠标的消息 ,也就是没有实时交互功能。可以利用交互

参考文献

引证文献

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