基于OpenGL技术的铸造CAE软件可视化研究

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1、华中科技大学硕士学位论文基于OpenGL技术的铸造CAE软件可视化研究姓名：陶永劲申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：陈立亮2002.4.22华中科技大学硕士学位论文摘要ff筻童楚固搓拟基本已广泛地应用于生产实践中t多年来，对于此项技术的研究大都盖孑限在数值求解的算法上，很少对数值结果的可视化进行专门研究，要促使CAE软件更加广泛地应用于铸造生产过程中，对其进行可视化开发是不可忽视的一项工作。“华铸cAE”软件在可视化方面进行了重点开发，目前已经系统化、模块化。在W'mdows环境下，传统的CAE软件可视化开发是基于W'mdowsGDI绘

2、图方式的，在这种方式下，需要开发者将三维的实体信息转化为二维的平面图形信息，这个过程中需要进行大量的矩阵变换操作，而且W'mdowsGDI设备绘图效率是低下的。因此，有必要寻找到一条方便、高效的绘图方式，进行可视化开发。OpenGL技术是目前国际上通用的三维图形标准，该技术是直接面向三维的，使用该技术在开发过程中可以免除许多复杂的坐标变换、消隐计算等操作，使得开发者可以直接面向三维实体，将更多的精力放在算法和数据结构的处理上。2本文基于OpenGL技术，对“华铸CAE”前处理和后处理部分进行了可视化开发。在前处理部分，主要实现了单个STL实体的实时

3、旋转、缩放显示，以及动态剖分显示，重点探讨了剖分截面轮廓线的生成算法。同时，对多个STL实体的装配显示进行了开发，解决了前处理部分铸件／铸型错位的现象。在后处理部分，实现了多种类型数值画面的实时旋转、缩放显示，以及各类图形的剖切和切片显示。在此过程中，重点研究了各类算法，包括实体表面搜索、轮廓线搜索，表面网格合并、轮廓线合并等。这些算法的成功实现，使得图形的实时显示成为可能。并且，文中还对GDI绘图方式和OpenGL绘图方式进行了比较，阐述了各自的优缺点。在本文最后，还对变网格的显示问题进行了研究，并实现了与均匀网格显示的集成。同时，针对差分网格显

4、示时存在的“锯齿”问题提出了一种平滑处理的思路。关键词：OpenGL，实时旋转，网格合并，可视化开发，前处理，后处理，动态剖切显示、。、、、一＼华中科技大学硕士学位论文AbstractThetechnologYofSolidificationSimulationofCastinghasbeenwidelyusedinpreduction．Formanyyears，studyonthistechnologyfocusedonthealgorithmofnumericalmethodandfewtimesthevisualizationofnumeri

5、calresultswasinvestigatedspecially．InordertomaketheapplicationofCAEsoftwareinproductionmorepopular,thedevelopmentofvisualizationiSaveryimportantjob．“HuaZhucAE”softwarehasdevelopedemphatitallyinvisualization，nowit’Ssystematizationandmodularization．IncircumstancesofMSWindows，the

6、traditionaldevelopmentmethodofvisualizationofCAEsoftwareisbasedonGDIgraphmethod．Inthismode．thedevelopershouldtransformthe3Dentityinformationto2Dgraph，andmuchmatrixtramfc)rlnworkshouldbedone，furthermore，thedrawingefficiencyofWindowsGDIisverylow．So，itisnecessarytofindanewconvert

7、ientandemcientwaytodevelopvisualization．TheOpenGLiSnowauniversaltechnologyfacedto3Ddirec廿Y，andthedeveloperwhousethistechnologYmaynotconcernaboutmanycomplicatedcoordinatetranslationand3Dshadowcalculating．andthencaIlputmoreenergyintotheprocessingofalgorithmanddatasmlcture．Thepre

8、-processorandpost-processorof‘‘HuaZhuCAE’’softwarevisualizati