基于LBM的绕流仿真平台研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pkbaby
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绕流是一种特殊的流体环境,指在流体中置障碍物,流体绕过障碍物的流动。离散格子玻尔兹曼方法,简称LBM方法,是一种新颖的流体模拟方法,和传统方法相比,具有计算逻辑简单、不受连续性影响、容易并行等优点。目前采用LBM方法进行绕流研究刚刚起步,研究人员需要编制程序进行求解并单独使用后处理器查看可视化结果,这影响了研究工作的顺利进行。为了提高研究人员开发求解程序的效率,本文开发了一个基于LBM的绕流仿真平台,设计了平台框架和相关的规范和接口,并实现了绕流可视化功能。首先,为了使研究人员开发的求解程序规范化,简化参数配置和数据格式转换,以及快速查看结果,本文开发了一个能够融合参数配置、求解和绕流可视化的绕流仿真平台框架,设计了相关的规范与接口,包括数据输入输出格式、求解程序调用接口、求解程序并行接口、可视化数据格式、求解程序快速开发规范等。其次,为了验证框架的有效性,按照所设计的规范与接口,本文开发了一个绕流特例求解程序,包括网格划分、边界处理、程序并行化,最终程序实现了相应功能,为验证框架有效性提供了基础。第三,为了方便研究人员以可视化方式查看计算结果,本文开发了基于VTK的绕流可视化模块,分析了其数据单元与拓扑结构、数据集类型与属性,设计了绕流可视化算法,实现了常用的云图、矢量图、等值线图、分帧查看、节点数据查看等功能。经过实际应用和测试,结果表明本文研发的绕流仿真平台是有效易用的。
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