火灾下钢筋砼截面温度场有限元计算结果可视化探究.pdfVIP

火灾下钢筋砼截面温度场有限元计算结果可视化研究+ 熊向军时旭东过镇海 (清华大学土术系) 【提要】科学计算可视化是当前冉限／E分析的一个重要研究方向，Op闻(，l作为一个先进的二维 1nventor实现 和二维图形用户接u．在cAD领域中得到了广泛的艘用。本空|_{《述了基于OpenGL午『lopen 温度场有限元汁算结果可}见化的方法，并且介绍，虚拟现实VR肌文件格式打一町视化方面的应用。 一、削置 1．科学计算可视化发展概述 计算机技术的迅速发展使科学与工程计算成为町能，为科学研究提供了继实验方 法、理论方法之后的第二种科学手段。通过科学计算，我们可以模拟客观物理世界的过 程，利州数值试验来发现新的规律以及检验理论模型的台理性。然而随着计掉机性能的 提高，求解问题规模和复杂度的增人，需要处理和计算产生的数据量都在成倍增长，为 了能够发现问题和获得对被模拟过枵的深荆认识，必须找出一种能有效地对数据进行分 }厅和整理的途径。为此在1986年，荚围国家科学基金会进行了～系列研究Jf：认为把图形 图像技术廊用于科学计算结果的分析是…个需要付出努力的全新领域，井正式称之为 “科学计算可视化”。 欧美国家经过十余年的发展，目前已经推出了许多商品化的可视化软件系统，例如 SOl公司的Explorer，DataViSUBlzer以及NASA GL等。 此以外，也产生了一些图形开发支撑系统，主要有GKS，PHIGS+．IRISGLfIlOpen GL是基丁IRISGL发展而米的，IRISGL是公认的最先进的图形应川程序设计平台， Open GL发展成为在硬件、窗口和操作系统上是相 SGl公司为了保证其图形统治地位，将IRIS 98平}JwindowsNT都提供了 互独立的开放式l：业标准OpenGL。翻前在Pc机上，Windows GL的支持，本文使用的主要图形设计平台也是Open乱。 Open 2，可视化过程模型 对1一一般T程问题．导出控制方程和定解条件后，就可以求解方科，并得到最终计 葬结果，可视化仅仅是完成计算结果到幽形图像的变换。然而对于某些特殊场合，还需 ● 要调整求解时的控制参数或者随时显示当前求解状态(例如有限元网格划分情况)和阶 段结果，因此计算结聚可视化显得尤为重要。 ● 不管在哪一种场合，可视化过程都可以分为以下三个步骤： (1)数据加工，该过程完成原始数据的网格化、等值线计算和梯度计算等； (2)可视化对象生成，将加上后的数据转换为图形元素并确定图形元素的属性，例 如视图坐标、颜色、透明度、光源照明度、表面村质和表面法向量等； +同家自然科学基金资助项H ·207· (3)绘制，利用计算机图形学技术将可视化对象显示在屏幕上或打印输}Ⅱ。 3．温度场计算结果可视J匕研究的意义 为了研究钢筋砼结构火灾卜|的性