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1、泵站流道断面流场的可视化第25卷第6期2007年11月排灌机械DrainageandIrrigationMachineryVo1_25No.6Nov.2007泵站流道断面流场的可视化王业明(扬州大学建筑科学与工程学院,江苏扬州225009)摘要:讨论了断面流场三维可视化的内容,以及实现网格图形的显示方式和实现的过程;讨论了流道出口断面的等速线表达及色彩表达问题.流道出口断面主要为轴向流速,可简化为二维标量场的问题.二维标量场的可视化实现常用等速线来处理,即用等值线的抽取算法来实现;编制了流道出口断面等速线图的处理
2、程序.在AutoCAD环境下,利用ObjectARX开发平台较好地实现了流道三断面流场分布的三维显示;同时用等速线及OpenGL色彩处理功能展示了流道出口断面流场的特性.关键词:泵站;流道;流场;断面;可视化中图分类号:TV675文献标志码:A文章编号:1005—6254(2007)06—0013—04VisualizationofflowfieldsforsectionofpassagewaysforpumpingstationWANGYe-ming(CollegeofCivilScienceandEngine
3、ering,YangzhouUniversity,Yangzhou,Jiangsu225009,China)Abstract:Thevisualizationofflowfieldsforthreesectionsofpumpingstationcanverifythepropertyofpassagewaysandgiveusefulinformationtoimprovethedesign.Inthispaper,thethree—dimensionalvi—sualizationisrealizedbyma
4、kingfulluseofAutoCADresourceandObjectARXdevelopingfunction,andthepropertyofflowfieldforoutletsectionofpassagewaysispresentedwithequalvelocitylinesandOpen—GLcolorfunctions.Keywords:pumpingstation;passageways;flowfields;section;visualization泵站流道进出口及喉部三断面流场的可视化,
5、可检测流道设计性能,是泵站流道数值计算流场可视化的重要组成部分.其内容既有断面矢量场的表达,也有断面二维标量场显示问题.泵站流道设计是整个泵站设计的关键部分.泵站流道优化水力设计,即基于三维计算流场的设计,使流道设计更科学,更合理1J.方法13趋成熟后将会大大减少模型试验的开支及流场实测的代价,但会给计算流场的可视化提出很高的要求.例如流道进出口及喉部处断面流速分布的显示,流道内部流速及流场的整体可视化等.作者研究的内容,即泵站流道进出口及喉部断面流速可视化,是流道流场可视化的重要内容,它可检验流道设计性能,具有
6、明显的工程意义.其可视化的主要内容涉及到矢量场的表达,例如三断面流速的三维显示;又由于流道出口关心的是轴向流速,故可简化为二维标量场.因此,也同时研究了泵站出口断面二维标量场的显示问题.断面流场的三维可视化流道流场数值模拟的计算结果主要有:网格剖分的坐标数据,单元网格中心流速分布,以及流道几何模型和重要设计参数水力优化设计结果的描述收稿日期:2007—07—03基金项目:江苏省水利重点推广项目(2002091);江苏高校省级重点实验室开放课题(KJSO1062)作者简介:王业明(1956一),男,江苏扬州人,教授
7、,主要从事流场可视化及CAD的研究.14排灌机械.第25卷等.数据预处理的内容通常为:周边网格节点坐标数据文件,周边网格连接方式信息数据文件,单元网格中坐标MAX及MIN数据文件,单元网格中心速度数据文件,所有网格节点的坐标数据文件等.流道断面流场三维可视化的主要内容为:根据流道CFD(ComputationalFluidDynamics)计算结果及可视化环境的要求,处理及组织其网格节点坐标数据,例如分离出流道周边网格节点坐标数据及流道进口,中间喉部及出口断面的网格中心流速数据等.对剖分结果的计算网格,用户经常需
8、要以各种显示方式再现,例如视点变换,各种三维操作等,尤其要对三维计算网格再处理,例如显示周边网格,在周边网格的基础上再抽去顶面或前面,以便能清楚地显示流道内部水流流动情况等.三维计算网格的图形显示,用户虽然可以利用比较成熟的消隐算法,编制程序加以解决,但在AutoCAD环境下无需用户编制复杂的消隐程序,只要利用AutoCAD已有的消隐命令Hide显示即可.其显示方法是在O
