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1、泵站流道斷面流場的可視化第25卷第6期2007年11月排灌機械DrainageandIrrigationMachineryVo1_25No.6Nov.2007泵站流道斷面流場的可視化王業(yè)明(揚州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇揚州225009)摘要:討論了斷面流場三維可視化的內(nèi)容,以及實現(xiàn)網(wǎng)格圖形的顯示方式和實現(xiàn)的過程;討論了流道出口斷面的等速線表達及色彩表達問題.流道出口斷面主要為軸向流速,可簡化為二維標(biāo)量場的問題.二維標(biāo)量場的可視化實現(xiàn)常用等速線來處理,即用等值線的抽取算法來實現(xiàn);編制了流道出口斷面等速線圖的處理程序.在AutoCAD環(huán)境下,利用ObjectARX開發(fā)平臺較好地實現(xiàn)了流道
2、三斷面流場分布的三維顯示;同時用等速線及OpenGL色彩處理功能展示了流道出口斷面流場的特性.關(guān)鍵詞:泵站;流道;流場;斷面;可視化中圖分類號:TV675文獻標(biāo)志碼:A文章編號:1005—6254(2007)06—0013—04VisualizationofflowfieldsforsectionofpassagewaysforpumpingstationWANGYe-ming(CollegeofCivilScienceandEngineering,YangzhouUniversity,Yangzhou,Jiangsu225009,China)Abstract:Thevisualizat
3、ionofflowfieldsforthreesectionsofpumpingstationcanverifythepropertyofpassagewaysandgiveusefulinformationtoimprovethedesign.Inthispaper,thethree—dimensionalvi—sualizationisrealizedbymakingfulluseofAutoCADresourceandObjectARXdevelopingfunction,andthepropertyofflowfieldforoutletsectionofpassagewaysi
4、spresentedwithequalvelocitylinesandOpen—GLcolorfunctions.Keywords:pumpingstation;passageways;flowfields;section;visualization泵站流道進出口及喉部三斷面流場的可視化,可檢測流道設(shè)計性能,是泵站流道數(shù)值計算流場可視化的重要組成部分.其內(nèi)容既有斷面矢量場的表達,也有斷面二維標(biāo)量場顯示問題.泵站流道設(shè)計是整個泵站設(shè)計的關(guān)鍵部分.泵站流道優(yōu)化水力設(shè)計,即基于三維計算流場的設(shè)計,使流道設(shè)計更科學(xué),更合理1J.方法13趨成熟后將會大大減少模型試驗的開支及流場實測的代價,但會給計
5、算流場的可視化提出很高的要求.例如流道進出口及喉部處斷面流速分布的顯示,流道內(nèi)部流速及流場的整體可視化等.作者研究的內(nèi)容,即泵站流道進出口及喉部斷面流速可視化,是流道流場可視化的重要內(nèi)容,它可檢驗流道設(shè)計性能,具有明顯的工程意義.其可視化的主要內(nèi)容涉及到矢量場的表達,例如三斷面流速的三維顯示;又由于流道出口關(guān)心的是軸向流速,故可簡化為二維標(biāo)量場.因此,也同時研究了泵站出口斷面二維標(biāo)量場的顯示問題.斷面流場的三維可視化流道流場數(shù)值模擬的計算結(jié)果主要有:網(wǎng)格剖分的坐標(biāo)數(shù)據(jù),單元網(wǎng)格中心流速分布,以及流道幾何模型和重要設(shè)計參數(shù)水力優(yōu)化設(shè)計結(jié)果的描述收稿日期:2007—07—03基金項目:江蘇省
6、水利重點推廣項目(2002091);江蘇高校省級重點實驗室開放課題(KJSO1062)作者簡介:王業(yè)明(1956一),男,江蘇揚州人,教授,主要從事流場可視化及CAD的研究.14排灌機械.第25卷等.數(shù)據(jù)預(yù)處理的內(nèi)容通常為:周邊網(wǎng)格節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件,周邊網(wǎng)格連接方式信息數(shù)據(jù)文件,單元網(wǎng)格中坐標(biāo)MAX及MIN數(shù)據(jù)文件,單元網(wǎng)格中心速度數(shù)據(jù)文件,所有網(wǎng)格節(jié)點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件等.流道斷面流場三維可視化的主要內(nèi)容為:根據(jù)流道CFD(ComputationalFluidDynamics)計算結(jié)果及可視化環(huán)境的要求,處理及組織其網(wǎng)格節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù),例如分離出流道周邊網(wǎng)格節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)及流道進口,中間喉部及
7、出口斷面的網(wǎng)格中心流速數(shù)據(jù)等.對剖分結(jié)果的計算網(wǎng)格,用戶經(jīng)常需要以各種顯示方式再現(xiàn),例如視點變換,各種三維操作等,尤其要對三維計算網(wǎng)格再處理,例如顯示周邊網(wǎng)格,在周邊網(wǎng)格的基礎(chǔ)上再抽去頂面或前面,以便能清楚地顯示流道內(nèi)部水流流動情況等.三維計算網(wǎng)格的圖形顯示,用戶雖然可以利用比較成熟的消隱算法,編制程序加以解決,但在AutoCAD環(huán)境下無需用戶編制復(fù)雜的消隱程序,只要利用AutoCAD已有的消隱命令Hide顯示即可.其顯示方法是在O
