[發(fā)明專利]一種基于VTK的桁架天線的可視化系統(tǒng)及方法、終端

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810943949.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN109388843B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫博;杜敬利;保宏;趙勇;豐博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/18
• 分類號(hào): G06F30/18;G06F8/34;G06F8/30;G06F8/38
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于VTK的桁架天線的可視化系統(tǒng)及方法、終端，分為搭建顯示板梁結(jié)構(gòu)三維模型的單文檔可視化界面應(yīng)用程序；設(shè)計(jì)的文件格式存儲(chǔ)梁殼結(jié)構(gòu)的有限元模型信息；有限元模型信息到設(shè)計(jì)好的單文檔的顯示程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；計(jì)算梁結(jié)構(gòu)單元中兩個(gè)截面上其它點(diǎn)的坐標(biāo)；計(jì)算帶有厚度的殼單元的其它點(diǎn)的坐標(biāo)；創(chuàng)建板梁模型所有的實(shí)體單元；根據(jù)板梁模型所有的實(shí)體單元信息，創(chuàng)建VTK中的數(shù)據(jù)集，搭建圖形顯示的可視化管道；建立VTK渲染引擎管線，組成完整的VTK流水線可視化管道顯示生成的三維實(shí)體模型。本發(fā)明使用面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄哂泻芎玫臄U(kuò)展性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于VTK的桁架天線的可視化系統(tǒng)及方法、終端。

背景技術(shù)

目前，業(yè)內(nèi)常用的現(xiàn)有技術(shù)是這樣的：在計(jì)算機(jī)輔助分析領(lǐng)域，國(guó)外經(jīng)過多年的發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多的商用軟件，例如ANSYS、Abqus等使用非常廣泛的有限元商用分析軟件。目前國(guó)內(nèi)還處于起步階段。優(yōu)秀的有限元分析軟件除了精確分析模型的之外，精確的顯示有限元模型可以提高軟件交互性。在機(jī)械工程的CAE領(lǐng)域，許多的結(jié)構(gòu)都可以使用板、梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化建模；了解板梁結(jié)構(gòu)模型的可視化，具有普遍意義。大多商用的有限元分析軟件在建立板梁結(jié)構(gòu)的有限元模型時(shí)都是使用線、面的結(jié)構(gòu)作為代替。使用梁板單元?jiǎng)澐謫卧螅棚@示成實(shí)體模型。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：多數(shù)商用的有限元分析軟件在建立板梁結(jié)構(gòu)的有限元模型時(shí)都是使用線、面的結(jié)構(gòu)作為代替；使用梁板單元?jiǎng)澐謫卧螅棚@示成實(shí)體模型。線、面結(jié)構(gòu)建立的有限元模型，既簡(jiǎn)化模型，也方便建模。圖形顯示線、面模型比較簡(jiǎn)單，線面模型更有利于有限元分析。本方案中的顯示模型的方法既能達(dá)到簡(jiǎn)化模型效果，還能顯示實(shí)體模型，增強(qiáng)模型的顯示效果。

解決上述技術(shù)問題的難度和意義：國(guó)內(nèi)在圖形軟件系統(tǒng)方面研究起步較晚，沒有具體和明確的板梁結(jié)構(gòu)模型的可視化的方法。本發(fā)明提出一種基于VTK的桁架天線的可視化系統(tǒng)及方法，既可以用于VTK的桁架天線的可視化系統(tǒng)中，也可以作為有限元后軟件中的后處理子模塊，更可以開發(fā)板梁結(jié)構(gòu)圖形系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本發(fā)明方法的提出既在計(jì)算機(jī)圖形顯示方面做了探索，也在圖形顯示系統(tǒng)的開發(fā)方面進(jìn)行了嘗試。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于VTK的桁架天線的可視化系統(tǒng)及方法、終端。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于VTK的桁架天線的可視化方法，所述基于VTK的桁架天線的可視化方法包括：

步驟一，采用開源的可視化工具VTK和微軟的MFC類庫來搭建顯示三維模型的可視化界面的單文檔應(yīng)用程序；

步驟二，采用合適文件格式的TXT文本文檔存儲(chǔ)梁殼結(jié)構(gòu)的有限元模型信息；信息包括的點(diǎn)、單元結(jié)點(diǎn)、單元截面和厚度信息；

步驟三，讀取設(shè)計(jì)的文件中的有限元模型信息到設(shè)計(jì)好的單文檔的顯示程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；

步驟四，根據(jù)梁?jiǎn)卧慕孛嫘畔⒑土旱膬蓚€(gè)結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，計(jì)算出兩個(gè)截面上其它點(diǎn)的坐標(biāo)，記錄點(diǎn)的坐標(biāo)和點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系即創(chuàng)建一個(gè)實(shí)體的梁?jiǎn)卧?/p>

步驟五，根據(jù)板單元的厚度和已知結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算帶有厚度的殼單元的其它點(diǎn)的坐標(biāo)；記錄這個(gè)實(shí)體單元點(diǎn)的坐標(biāo)和新點(diǎn)的拓?fù)潢P(guān)系即創(chuàng)建一個(gè)殼實(shí)體單元；

步驟六，對(duì)于所有的單元根據(jù)單元類型選擇執(zhí)行步驟五、步驟六，創(chuàng)建板梁模型所有的實(shí)體單元；根據(jù)板梁模型所有的實(shí)體單元信息，創(chuàng)建VTK中的數(shù)據(jù)集，搭建圖形顯示的可視化管道；

步驟七，建立VTK渲染引擎管線，組成完整的VTK流水線可視化管道顯示生成的三維實(shí)體模型。

進(jìn)一步，所述步驟一具體包括：

(1)安裝開源可視化工具VTK；

(2)創(chuàng)建單文檔應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)顯示的分離；