[发明专利]一种有限元法计算结果的可视化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有限元法计算结果的可视化处理方法，用于CAD／CAE工程师协同工作，将有限元计算结果直观、准确的呈现在CAD工程师面前的技术。

背景技术

有限元法计算结果可视化技术是指对工程分析软件的计算结果数据进行轻量化处理、解析并重构数据单元，通过赋值算法可视化再现有限元计算结果的一门技术，同时其可视化结果可以生成脱离软件环境的IE发布格式。

目前，在产品设计过程中，仿真技术的推广和普及方面面临着很多具体问题，例如：CAD工程师不能很快速、准确地获取CAE仿真工程师的分析数据，进而有效指导产品的设计过程；CAE工程师之间在使用异构分析软件的情况下，则存在着协同交流效率低的问题等。

为了解决这些问题，首先需要CAD工程师可以直观的读懂有限元仿真分析的结果，而不是通过CAE工程师面对面的解读；但由于学科专业的不同，CAD工程师不可能在短时间内完全掌握有限元仿真分析技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种有限元法计算结果的可视化处理方法，便于CAD／CAE工程师的协同工作，将有限元计算结果直观、准确的呈现在CAD工程师面前的技术。

本发明的目的是这样实现的，一种有限元法计算结果的可视化处理方法，其特征是：

首先，提取有限元仿真计算的结果数据，包括坐标数据、顶点连接关系数据、结果数据等，为后续操作做准备；

其次，对提取的结果数据进行解析再造，构建再造数据单元；

第三，采用“点赋值”的方法，对再造数据单元进行插值显示；

最后，将经过赋值和插值显示的数据发布出来，实现有限元仿真分析结果的可视化。

所述的对提取的结果数据进行解析再造，包括将数据进行分类，再分别进行提取、解析，不同类型的数据采用不同的解析方法。

所述的数据类型按坐标数据、顶点连接关系数据、结果数据进行分类。

所述的坐标数据满足的约束条件是：a)必须是Excel CSV格式；b)至少有2列数据，其中某列数据表示数据编号，是整数类型；另一列数据表述顶点坐标值，须是以空格符分割三个浮点型数据。

所述的顶点连接关系数据满足的约束条件是：a)必须是Excel CSV格式；b)至少有2列数据，其中某列数据表示单元类型，必须是整数类型；另一列数据构成某类型单元的顶点坐标索引，必须是以空格符分割的若干个(>=1)整数。

所述的结果数据必须满足的约束条件是：a)必须是Excel CSV格式；b)至少有2列数据，其中第l列数据表示顶点编号。必须是整数类型；另一列数据必须是浮点型整数；c)第l行必须是字符型列名。

数据单元的再造

数据单元的再造主要通过result_E.csv 文件实现，其中的Element列为再造单元的索引列，各数值再造单元解析如下：

①若Element=55，则表示该单元类型为一维线单元，在建构单元时，用第1个点分别与后面的各点相连构成线单元；相应点的序号在Element Connectivity列中读取；

②若Element=103，则表示该单元类型为3点构成的面单元，在建构单元时，3个点的序号在Element Connectivity列中读取；若Element=104，则表示该单元类型为4点构成的面单元，在建构单元时，4个点的序号在Element Connectivity列中读取；

③若Element=204，则表示该单元类型4点体单元，在建构单元时，4个点的序号在Element Connectivity列中读取示；

④若Element=206，则表示该单元类型为6点构成的体单元，在建构单元时，6个点的序号在ElementConnectivity列中读取；

⑤若Element=208，则表示该单元类型为8点构成的体单元，在建构单元时，8个点的序号在ElementConnectivity列中读取。

传统的有限元仿真分析对结果数据的管理和利用一直处于无序状，造成有限元计算结果数据的可重复利用性差，并造成重复劳动和不必要的浪费，同时造成了对于同一结构系统的不同工况的计算占用了大量的计算机资源，大大降低了工作效率。

本发明的有限元计算结果可视化模块可以集成到协同设计过程中，它可以最大限度减轻分析工程师的工作量，避免重复性劳动，提高了仿真的效率和精度；实现了CAD和CAE，以及CAE工程师之间的有效协同，缩短了设计周期。

附图说明