DirectX在有限元分析结果三维彩色云图生成方法中的应用.pdf

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1、计算机应用《自动化技术与应用》2012年第31卷第2期ComputerApplicationsDirectX在有限元分析结果三维彩色云图生成方法中的应用郭学博1，叶海建．王兴华(1．中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083；2．中国航空综合技术研究所，北京100028)摘要：本文采用扫描线法，将DirectX技术应用到有限元分析结果三维彩色云图的生成方法中，利用DirectX的实体填充模式和高洛德着色模式完成云图渲染绘制。通过实例验证，本文给出的云图生成方法不仅效果好、速度快，而且方法简单、实用。该方法适用于各类场值

2、三维彩色云图的生成，具有很好的通用性和扩展性。关键字：DirectX软件包；有限元；可视化；云图中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1003—7241(2012)02001I一05ApplicationofDirectXin3DColoringContoursMethodoftheFEMAnalysisDataGUOXue-bo，YEHai-jian，WANGXing-hua2(1．CollegeofInformationandElectricalEngineering，ChinaAgriculturalUnive

3、rsity,Beijing100083China；2．AVICAero—polyTechnologyEstablishment，Beijing100028China)Abstract：Inthispaper，theDirectXtechnologyisappliedto3Dcoloringcontoursgenerationmethodofthefiniteelementanalysisdata，usesscan—linemethodandthesolidfillmodelandGouraudshadingmodelofDi

4、rectXtogeneratecoloringcontoursquickly．Verifiedbyexample，contoursgenerationmethodgiveninthispaperisnotonlyeffectiveandfastbutalsosimpleandpractica1．Thismethodisapplicabletogeneratealltypesoffieldvalues’3Dcoloringcontours，withgoodversatilityandscalability．Keywords：D

5、irectX；FiniteElementMethod(FEM)；visualization；coloringcontours1引言本文主要研究DirectX在有限元分析后处理三维彩有限元分析会产生庞大的模型数据和结果数据。色云图生成方法中的应用，其中云图反映的是单元应力而彩色云图可以通过颜色反映数据的变化，效果直观。分析结果中的位移值或加速度值。DirectX独立于硬件，不用考虑添加新硬件带来的识别问题。同时，DirectX在硬件和软件之间提供了一致的2彩色云图生成方法接口，以减少安装和配置的复杂性。DirectX针对不同现

6、有的彩色云图生成方法主要有以下两种：的系统进行优化处理，充分发挥硬件的性能。另外，随(1)填充法着加速芯片的发展，各芯片生产商纷纷宣布对DirectX填充法的基本原理是：先绘制等值线，然后在相邻的全面支持与优化。因此，DirectX是Windows环境下的两条等值线之间的区域填充不同的颜色，即条形云开发高性能三维应用程序的理想工具⋯。图。按填充法生成云图需要事先计算确定等值线，并且在生成等值线的同时记录相邻等值线信息及等值线与网格的相交情况，这将使程序实现复杂，执行效率低，常收稿日期：201I一10—25自动化技术与应用20

7、12年第31卷第2期H-算机应用ComputerApplications常会产生不合理区域。使云图显示的连贯性更好，在消隐处理时只对实体内部(2)扫描线法不可见的网格进行消隐。扫描线法的基本原理是：采用扫描线对单元按事先本文采用基于排序的三维有限元网格快速消隐算确定的方向进行扫描，利用插值法计算出扫描线与单元法l61消去单元之间的内部隐藏面，主要是五面体单元、相交各点的数值，并建立位移或加速度等变化量数值与六面体单元之间的内部隐藏面。主要算法步骤如下：颜色的对应关系，从而绘制出高质量的彩色云图，即平(1)分解五面体单元和六面

8、体单元，构造面表FT。滑云图【。每个面中包含面的编号和其对应的顶点号。(2)将每个面对应的顶点号按从小到大的顺序进3DirectX的特点行排序。进过排序，包含相同顶点的面，其顶点号顺序DirectX是由Microsoft公司开发的用途广泛的将一致。API，它包含有DirectGraphic