ACIS/HOOPS几何建模与可视化技术研究与应用

几何建模与可视化是数值模拟前处理中重要的组成部分.重点介绍了ACIS建模技术及HOOPS可视化技术,并基于ACIS/HOOPS及格式转换组件(InterOp)、模型简化组件(Defeaturing)、网格划分组件(VisTools)等3D组件开发了数值建模与可视化软件,在系统中实现几何建模、模型导人、模型简化、网格划分及可视化功能,为后续的数值模拟奠定了良好的基础.应用表明:使用ACIS/HOOPS及相关3D组件开发数值模拟前处理系统具有效率高、效果好的特点.     

基于VC++.Net开发Geant4数值模拟程序

Geant4是用于精确模拟粒子在介质中输运过程的数值计算软件工具包.相对于MCNP、EGS等商业软件来说,它的主要优点是源代码完全开放,用户可以根据实际需要更改、扩充Geant4程序.然而Geant4是基于Linux/Unix操作系统,对于Windows用户而言,无法直接编译和运行Geant4应用程序.主要介绍Windows用户如何基于VC .Net开发Geant4程序.首先介绍了Geant4在Windows系统的安装步骤;然后给出了在VC .Net中创建Geant4的工程文件的详细过程,其中包括Geant4静态链接库和动态连接库的生成,以及VC .Net环境变量的配置等;最后简要讨论了实现Geant4数值模拟的主要流程,并描述了Geant4程序的基本框架.     

基于Multigen Creator某飞行器视景仿真模型优化设计

根据飞行视景仿真和某飞行器模型的特点,利用Multigen Creator对导入的三维机械模型进行重新建模和优化。从如何修改模型数据库结构和减少模型复杂度和尺寸等方面入手,对飞行器的视景三维仿真模型的建立和优化方法进行了研究,解决了模型的逼真度和视景仿真的实时渲染速度之间的矛盾,最后对优化前后的模型通过在飞行视景仿真实验中的调用得到对比参数,表明了这种优化策略对提高复杂模型驱动速度、仿真效果和节省计算机资源开销有着很大必要性。     

Prim算法在架设通信网络系统中的应用

通信网络系统架设属于典型的图论优化问题,针对通信网络系统的特点,抽象问题,简化模型,以通信网络系统架设费用最小为优化目标,应用Prim算法进行通信网络系统架设模型研究.首先简述了七城市之间架设通信网络系统问题,然后应用数学建模知识对隐含在该问题中的图论模型进行抽象研究,进而构造问题的数学模型,最后应用Prim算法设计了该通信网络系统架设的实现流程及相应代码的编写.程序执行结果表明:准确构建了问题的数学模型及应用Prim算法正确求解了该数学模型;并且权值因子的可变性使得该程序具有较强的通用性,易于在实际中使用.     

VisIt在数值模拟软件中的应用

基于高性能计算机的科学计算可视化软件应用日益广泛,但其软件结构通常不能充分利用高性能计算环境中的各种资源,造成可视化效率不高。本文首先介绍一种分布式并行可视化工具VisIt;然后给出自主开发的数值计算集成系统的数据后处理方法;为有效管理模拟对象的计算结果,编码实现了多种数据存取管理模块,并在VisIt基础上开发了能够对数据进行读取和显示的接口程序,通过该接口可以显示多种科学数据的模拟对象信息以及诊断信息。可视化实例表明,使用基于VisIt数据后处理的数值计算系统能有效使用高性能计算环境中的资源,提高可视化效率。     

基于Silo的科学计算结果数据的管理与可视化

在某数值模拟可视化软件研制中,为了对不同类型的数值模拟结果进行统一管理和可视化,采用Silo格式文件管理数值结果,并将其应用于可视化工具VisIt中。对MCNP,FDTD,Fluent等数值模拟程序计算结果中的曲线、网格及相关联的标量、矢量等数据进行提取,写为Silo格式文件,并给出了其在VisIt中的可视化效果。结果表明：不同类型的数值模拟结果数据可通过Silo格式文件进行综合管理,并可在VisIt中得到高效的可视化。     

滑翔弹一体化实时半实物仿真平台设计

针对滑翔弹飞行控制系统半实物仿真平台研制中的两个关键问题——仿真实时性与一体化建模,建立了一套基于Windows操作系统的半实物仿真平台,开展了在较低成本的工业控制计算机上实现高效、实时的飞控系统半实物仿真研究。文中采取了Real Time Extension(RTX)插件扩展系统实时性的方案,既满足了仿真平台1ms精确定时的要求,又大幅降低仿真平台的成本;结合Simulink软件高效、安全的基于模型设计的解决方案,建立了扩展实时Windows系统下自动生成代码与手工代码混合编程的方法,重点解决了一体化建模方案在实时平台中的集成问题,并进行了仿真平台实时性能测试。最后完成了发射高度为海拔4800 m.初始速度为202 m/s以及不同误差组合条件下的滑翔弹半实物仿真试验,整个飞行过程中侧滑角都稳定在-3度与3度之间,满足飞控系统稳定裕度要求。     

应用VisIt开发数值模拟后处理模块

在某数值模拟可视化平台研制中,需要对不同专业软件产生的数值模拟结果进行统一管理和可视化。应用开源可视化组件VisIt开发了数值模拟后处理模块并将其嵌入可视化平台。首先对VisIt的结构和功能进行了简介。之后,介绍了对VisIt的二次开发过程和后处理模块的应用。对于VisIt不能直接支持的结果文件,将数值模拟结果文件中的数据进行提取和格式重写或进行文件格式的转换,使得各数值模拟结果均可在后处理模块中进行多物理场的统一可视化分析。给出了个数值模拟结果在后处理模块中的可视化效果。应用表明,该后处理模块读取数据准确,可视化效果好,较好地满足了系统需求。