三維可視化技術(shù)及其在鉆井模擬中的應(yīng)用研究

三維可視化技術(shù)及其在鉆井模擬中的應(yīng)用研究

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1、三維可視化技術(shù)及其在鉆井模擬中的應(yīng)用研究劉亭(控制理論與控制工程)指導(dǎo)教師:王延江教授摘要鉆井模擬仿真訓(xùn)練需要有相應(yīng)的鉆井場景及井控面面的顯示,以便為受訓(xùn)者提供一個(gè)較為逼真的鉆井環(huán)境,達(dá)到模擬訓(xùn)練的目的。本文主要工作是將科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)應(yīng)用于鉆井模擬仿真訓(xùn)練,以真實(shí)地模擬鉆井過程中的三維動(dòng)態(tài)場景。本文的主要貢獻(xiàn)如下:論文首先在科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,對(duì)OpenGL(OpenGraphicsLibrary)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入探討。OpenGL是近年發(fā)展起來的一個(gè)性能卓越的應(yīng)用編程接口,它已經(jīng)成為三維圖形設(shè)計(jì)的

2、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。論文對(duì)Windows環(huán)境下使用VisualC++及OpenGL實(shí)現(xiàn)三維可視化的方法進(jìn)行了研究,并基于Visualc++和OpenGL開發(fā)了鉆井模擬仿真系統(tǒng)。該仿真系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地模擬了鉆井過程中轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)、起下鉆、接去單根等操作,實(shí)現(xiàn)了鉆井過程的實(shí)時(shí)三維模擬仿真。此外,由于實(shí)際鉆井設(shè)備復(fù)雜,不易進(jìn)行物理仿真,因此論文還對(duì)鉆井設(shè)備的3D建模與合成方法進(jìn)行了研究。結(jié)合3DStudioMAX軟件和OpenGL,設(shè)計(jì)并制作了復(fù)雜鉆井設(shè)備的模型,極大地增強(qiáng)了鉆井及井控模擬仿真系統(tǒng)功能,該技術(shù)對(duì)于其它可視化仿真系統(tǒng)的三維物體建

3、模和顯示具有良好的借鑒作用。關(guān)鍵詞:鉆井仿真三維可視化OpenGL3D建模3D—VisualizationanditsApplicationsinDrillingSimulationLIUTing(ControlTheoryandEngineering)DirectedbyPmfcssorWANGYan-jiangAbstractDrillingsimulationtrainingneedscorrespondingdisplayofdrillingscenesandwell—controlpictures.inord

4、ertocreateavividdrillingenvironmentforthetrainees.Themainworkofthisthesisistoapply3Dscientificvisualizationtechnologytodrillingsimulationtraining,inordertosimulatethedynamicscenesofdrillingrealistically.Themaincontributionsofthisthesisaleasfollows:First,thearchi

5、tecturalstructureofOpenGL(OpenGraphicsLibrary)isdeeplydiscussed,onthebasisofresearchofVisualization.mScientificComputing(visC).OpcnGLisanewlydevelopedexcellentapplicationprogramminginterface(APO,andithasbecometheindustrialstandardof3Dgraphicdesign.Then,the3Dvisu

6、alizationrealizingmethodsusingVisualC++andOpcnGLinW'mdowssystemalestudiedandsomedynamicdisplaysandcontrolofoperationsduringdrillingsimulation,suchasrotarytablemtating,addingandremovingstands,ctc.,alerealized.Inaddition,3Dobjectmodelingandsynthesizingalealsostudi

7、ediIlthisthesisduetothecomplexityofthedrillingequipments.3DStudioMAXandOpenGLarecombinedtogethertomakethedrillingequipmentmodels.Therefore,thefunctionofthedrillingandwell-controlsimulationsystemisenhanced.Theproposedmethodwillbeofbenefittoothervisualizationsyste

8、m.Keywords:drillingsimulation,3Dvisualization,Opent3L,3Dmodeling獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得中國石油大學(xué)或其

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