基于AVS/Express的CFD數據可視化設計及應用

蔣定國 曹 剛

（河海大學水利水電學院,南京 210098）

流體流動現象大量存在于自然界及多種工程領域中,所有這些過程都受質量守恒、動量守恒和能量守恒等基本物理定律的支配,因此流體運動的規律可由質量、動量和能量守恒方程來描述.計算機沒有發明前,對方程經過大量簡化后能夠得到一些線性問題解析解,但實際的流動問題大都是復雜的強非線性問題,無法求得精確的解析解.計算機的出現以及計算技術的迅速發展使人們直接求解控制方程組的夢想逐步得到實現,從而催生了計算流體力學（CFD）這門交叉學科[1-4].隨著CFD的研究不斷深入,目前對于各種水流條件下的水力計算程序和軟件層出無窮.但在計算結果得出后,往往難以直觀地看出這些海量數據蘊含著何種規律,于是,不斷有學者嘗試將計算成果與可視化軟件聯系起來[5-8],構成數據的后處理系統,其中最常見的就是Depht 3D、Tecplot等軟件.AVS/Express是一個可在各種操作系統下運行可視化應用程序的開發平臺[9],可通過封裝用戶自己開發的模塊,生成一個可以實現用戶特殊要求的運行程序.

1 程序開發的基本思路

1.1 產生AVS可識別的數據域

AVS/Express可識別的數據格式被稱為數據域其在可視化系統中具有舉足輕重的作用.

目前對水流及其輸運方程的求解多采用有限體積法和有限元法,其要義就是將計算區域剖分成離散的網格,求解網格節點上的函數值,來代替連續函數的表達式.由于有限……