基于OpenGL的三维流动显示软件设计
毕业论文关键词 三文显示 OpenGL OpenCV 流场诊断
Title Development the 3D flow visualization SoftwareBased on the OpenGL
Abstract With the continuous development of science and technology, for the diagnosis ofthe 3D flow field is becoming more and more urgent.. Three-dimensional flow fieldof display technology could describe the flow field structure very perfect andit can also analysis fluid characteristics，thus the 3D flow field of displaytechnology is an important method for diagnosing complex flow fields.The paper introduces several methods of the flow field diagnosis, such asoptical diagnosis and non-optical diagnosis .also we show two methods of displayingthe flow fields including direct display and the optical refractive index. As wellas giving a summary about two kinds of flow visualization software as VTK andFLUENT. On this basis, through the MFC platform, we prepared a 3D flow field displaysoftware based on OpenGL. To achieve a three-dimensional point cloud flow fielddisplay and point sprites show, through OpenCV to achieve a three-dimensional flowfield display video output.
Keywords Flow field display OpenGL OpenCV Flow field diagnosis
目次
1引言1
1.1流场的诊断方法1
1.1.1流场的非光学诊断方法.1
1.1.2流场的光学诊断方法.1
1.2流动显示技术3
1.2.1直接显示法.3
1.2.2光学折射率法.4
1.3流场显示软件5
1.4本文的主要工作安排7
2OpenGL概述.8
2.1OpenGL简介.8
2.2图形显示区域的构建8
2.3本章小结10
3基于OpenGL的三文显示程序设计11
3.1软件主要功能11
3.2数据文件的读取12
3.3三文点云显示13
3.4基于点精灵的三文点云绘制15
3.5本章小结16
4三文显示数据的输出17
4.1点云图像的存储17
4.2生成视频文件19
4.3本章小结21
结论22
致谢23
参考文献24
1 引言复杂流场的诊断技术已经成为现代能源及航空、航天工程中的关键技术之一。通过对复杂流场进行诊断够使人们了解流场的内部信息，例如进行风洞试验时的超高音速流场诊断和火箭发动机尾焰喷射流场的诊断[1]。流场诊断的结果能够使人们了解到飞行器相关工作部件的性能，使人们能更有针对性的对飞行器进行改良。与传统的诊断方法相比光学诊断方法已经成为复杂流场的主要诊断方法。运用光学方法对流场进行诊断具有非接触的特性，从而减少对流场的干扰，使其能够更加准确的得到流场的真实情况。由于光学检测的方法具有瞬时性，它可以使流场的空间信息与时间信息相吻合，从而实现流场的瞬态检测。
1.1 流场的诊断方法
1.1.1 流场的非光学诊断方法数值模拟法：随着计算机产业的不断发展与计算性能的不断提高，成本低、效率高的数值模拟法成为了有效和便捷的流体力学流场的诊断方法。其中 CFD 方法是数值模拟法中的典型代表，其主要是根据质量、能量、动量守恒定律运用数值法求出流场方程的离散解 [2]。但是对于一些复杂的流场往往伴有剧烈的化学变化和非平衡流、两相流、非定常流等效应，很难找到一个理想的模型来描述该流场，因此通过数值模拟来对复杂流场进行诊断存在很大的局限性。探针法：探针法是经典的流场诊断方法，直到现在仍然是流场诊断的重要组成部分。探针法主要是用探针前段的传感器探测被测流场的压力、温度等参数，具有成本低廉操作简单等优点[3]。但是应用探针法测量流场时需要将探针放至被测流场中，因此会对被测流场产生干扰，又由于探针法只能够进行点测量[4]，不能够进行对流场的整体测量，同时伴随着传感器的传输延时等现象。因此探针法不适用于高速流场的诊断。