基于Direct3D的有限元后处理技术

J4 ›› 2011, Vol. 33 ›› Issue (8): 122-127.

基于Direct3D的有限元后处理技术

甘海，董湘怀

(上海交通大学塑性成形工程系，上海 200030)

收稿日期:2010-11-15 修回日期:2011-02-13 出版日期:2011-08-25 发布日期:2011-08-25
作者简介:甘海(1985),男,湖北黄石人，硕士，研究方向为有限元模拟软件后处理技术。董湘怀(1955),男,河北抚宁人，博士，教授，博士生导师，研究方向为塑性成形理论、金属加工和微成形的数值模拟。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(50835002，50975174)

The PostProcessing Technology of Finite Element Simulation Based on Direct3D

GAN Hai,DONG Xianghuai

(Department of Plasticity,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200030,China)

Received:2010-11-15 Revised:2011-02-13 Online:2011-08-25 Published:2011-08-25

摘要/Abstract

摘要：

本文针对板料成形模拟和树脂材料填充过程模拟结果的显示要求，根据面向对象的软件开发思想，结合计算机图形学理论，研究开发了一套有限元后处理系统。该系统采用MVC三层架构，基于Direct3D图形编程接口，在.Net框架上进行开发。本文着重研究了后处理过程中的多项关键技术的应用，包括数据插值处理、等值线生成、图元拾取、空间截面物理量显示、基于HLSL语言的高级图形渲染、背光处理技巧、延迟光照技术等，并以实测数据评估了渲染性能。系统具有实用简便、运行快速、效果逼真、实时性好等特点，充分满足了对有限元后处理结果可视化的要求。

关键词: 数值模拟, 有限元, 后处理, Direct3D, 模型视图控制器架构

Abstract:

This paper mainly focuses on the simulation of sheet forming and resin transfer molding, designs and develops a FE postprocessing system based on the theory of OOP and computer graphics. This application is designed to utilize MVC architecture, powered by Direct3D APIs and running on the .Net platform. The paper demonstrates the key technology regarding postprocessing, including data interpolation processing, contour line generation, object selection, physical value display on the intersection plane, advanced scene rendering based on the HLSL language, backlight rendering techniques, and the deferred lighting technology, and evaluates the rendering performance. As the application is designed to be lean, fast, easytouse, and good visual quality, it satisfies the requirement of visualizing the result of the FE simulation well.

Key words: simulation;FE;postprocessing;Direct3D;MVC

甘海，董湘怀. 基于Direct3D的有限元后处理技术[J]. J4, 2011, 33(8): 122-127.

GAN Hai,DONG Xianghuai. The PostProcessing Technology of Finite Element Simulation Based on Direct3D[J]. J4, 2011, 33(8): 122-127.

[1]	田卓, 丁嘉欣, 张常有, 邵云霞. 开源前处理软件到通用有限元求解器的网格文件转换方法研究[J]. 计算机工程与科学, 2024, 46(12): 2109-2116.
[2]	胡跃迪, 苏想, 李楠, 张丽梅. 飞行器翼型表面流场数据智能分区[J]. 计算机工程与科学, 2023, 45(01): 37-45.
[3]	许晓阳, 王斯棋. 基于粒子分解的SPH并行算法研究与应用[J]. 计算机工程与科学, 2022, 44(06): 964-970.
[4]	丁哲昭, 储根深, 胡长军, 李扬. 基于申威众核处理器的圣维南求解程序的并行与优化[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(05): 820-829.
[5]	陈元科, 张冬梅, 崔书岳, 张宇洋. 多重介质油藏数值模拟异构并行算法研究[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(10高性能专刊): 1880-1886.
[6]	钟贺1，刘辉1，崔涛2，王昆1，何也2，沈丽华1，杨渤1，何睿健1，朱舟元3，胡景宏4，陈掌星1. 新一代并行可扩展裂缝性油藏聚合物驱模拟器的开发[J]. 计算机工程与科学, 2019, 41(06): 993-1000.
[7]	夏珺1，钱磊2，严伟3，柴志雷1. 基于FPGA的HEVC后处理CNN硬件加速器研究[J]. 计算机工程与科学, 2018, 40(12): 2126-2132.
[8]	田鸿运1，刘青凯1，成杰2，杨章1，单雅辉2. 一种面向高性能数值模拟软件的自动化测试平台[J]. 计算机工程与科学, 2017, 39(11): 1980-1985.
[9]	陈晓丽1，张成玉1，许建林1，晋永荣2，梅元贵1. 网格融合技术在列车过隧道运动网格数值模拟中的应用[J]. J4, 2016, 38(03): 431-436.
[10]	胡明生1,2，贾遂民1，陈巧灵1，贾志娟3，洪流2. 基于常数输入的蠕虫传播模型及其分析[J]. J4, 2014, 36(08): 1482-1485.
[11]	吕帅，沈雪瑾，黄宇锋. 基于SQL Server和Abaqus的关节轴承数据查询与性能分析系统[J]. J4, 2013, 35(2): 174-178.
[12]	沈卫超1,2，曹立强2，夏芳1,2. 大规模粒子团簇识别分析[J]. J4, 2013, 35(11): 62-67.
[13]	王运涛1，王光学1，徐庆新1，邓小刚1,2. 基于结构网格的大规模并行计算研究[J]. J4, 2012, 34(8): 63-68.
[14]	张树海，李虎，刘旭亮. 含激波、旋涡和声波的复杂多尺度流动的直接数值模拟[J]. J4, 2012, 34(8): 99-107.
[15]	赵伟波,刘青凯,秦桂明. 基于层次化数据结构的并行有限元计算[J]. J4, 2012, 34(8): 114-118.