面向?qū)崟r(shí)可視化分析的大型CAE數(shù)據(jù)簡化與調(diào)度技術(shù)研究.pdf

1、CAE技術(shù)已逐漸在現(xiàn)代制造業(yè)中普及,作為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的重要組成部分,其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量、壽命、性能和成本等方面發(fā)揮了重要的作用。對(duì)于CAE計(jì)算過程中獲得的多種形式、規(guī)模巨大的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的數(shù)值處理與公式圖表方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以承擔(dān)數(shù)據(jù)結(jié)果分析這一工作,而可視化分析可以幫助設(shè)計(jì)人員通過直觀的視覺影像,快速有效地從繁雜的數(shù)據(jù)中提取出有意義的特征和結(jié)果?？梢暬筇幚硪殉蔀橹庇^形象地認(rèn)識(shí)和理解CAE數(shù)據(jù)的主要手段。隨著CAE分析對(duì)象的復(fù)雜化和大型

2、化以及計(jì)算精度的不斷提高(如基于大型超級(jí)計(jì)算機(jī)的CAE計(jì)算),計(jì)算得到的數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大,達(dá)到GB級(jí)別的CAE數(shù)據(jù)已不少見。而受限于內(nèi)存容量、CPU等計(jì)算機(jī)性能,將數(shù)據(jù)全部讀入內(nèi)存再進(jìn)行可視化的方法已不能滿足需要。在深入分析大型數(shù)據(jù)可視化方法的研究現(xiàn)狀與不足的基礎(chǔ)上,針對(duì)大型CAE數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及實(shí)時(shí)可視化時(shí)數(shù)據(jù)交互與更新的難點(diǎn),提出了基于外存的大型CAE數(shù)據(jù)多分辨率數(shù)據(jù)簡化模型的生成方法和可視化時(shí)基于視點(diǎn)的多精度層次數(shù)據(jù)調(diào)度方法,為

3、大型CAE數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可視化分析的數(shù)據(jù)處理提供了有效的途徑。首先根據(jù)大型CAE數(shù)據(jù)的特點(diǎn),提出了完整的基于外存的大型CAE數(shù)據(jù)多分辨率模型生成方法,解決不能將全部數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存的問題。該方法以非均勻二叉樹的形式對(duì)大型CAE數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)分割獲得數(shù)據(jù)塊,并在內(nèi)存中生成多層次樹狀數(shù)據(jù)索引,再依次對(duì)分塊數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化,簡化計(jì)算以CAE網(wǎng)格頂點(diǎn)為對(duì)象,由多層次樹狀數(shù)據(jù)索引的底層依次向上層進(jìn)行簡化,生成多分辨率數(shù)據(jù),構(gòu)成完整的多層次二叉樹狀數(shù)據(jù)索引,為可

4、視化時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)度提供有效的數(shù)據(jù)組織。其次針對(duì)CAE數(shù)據(jù)類型繁多的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了面向多種CAE數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換方案,當(dāng)CAE數(shù)據(jù)輸入時(shí),智能識(shí)別數(shù)據(jù)類型,達(dá)到自動(dòng)調(diào)用已有的相應(yīng)接口程序的目的,數(shù)據(jù)接口可自由增減。再次提出了實(shí)時(shí)可視化時(shí)基于視點(diǎn)的大型CAE數(shù)據(jù)調(diào)度方法,結(jié)合針對(duì)分塊數(shù)據(jù)的可見區(qū)域快速剔除算法,根據(jù)每一幀視點(diǎn)參數(shù)的變化,自動(dòng)調(diào)度相應(yīng)位置以及精度等級(jí)的外存數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存進(jìn)行可視化繪制。根據(jù)可視化時(shí)的幀率自動(dòng)調(diào)整調(diào)度的數(shù)據(jù)精