[发明专利]一种跨平台连续数值模拟方法

权利要求书

1.一种跨平台连续模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基于源仿真平台的模拟结果云图动画生成，具体为：对于不公开模拟结果及数据结果的源数值模拟仿真平台，将所述源数值模拟仿真平台的某一个时刻某一物理量的模拟结果在其后处理模块中沿x或y或z轴方向进行剖切，将剖切截面结果云图的变化保存为动画文件；

步骤2、动画中各截面图片的提取，即读取步骤1中所述动画文件，并提取数值模拟结果系列截面云图；采用有限元格式记录图片信息，将每一个像素对应为一个六面体单元，即将每一个像素的四个节点以及相邻切片图像的对应像素的四个节点共同组成一个六面体单元，其八个节点(i,j,k)、(i+1,j,k)、(i+1,j+1,k)、(i,j+1,k)、(i,j,k+1)、(i+1,j,k+1)、(i+1,j+1,k+1)、(i,j+1,k+1)构成了六面体的8个顶点，其中i、j、k分别指对应于三维坐标体系下x、y、z轴上的坐标值；所述六面体单元的模拟结果值用像素的颜色值对应得到；

步骤3、对所提取的图片进行预处理，具体为，如图片质量不佳或有的地方有文字或其它遮挡时，则去除图片中的干扰，对图片进行修复；针对图片压缩处理导致图片模糊化和产生噪声等进行去噪等预处理，对每个像素与相邻像素进行颜色值的判断，识别出孤立像素或半岛突出像素，修改其颜色值为背景颜色，以此消除图像中的毛刺。

步骤4、提取图片的三维模型并进行数据重构。

2.根据权利要求1所述的跨平台连续模拟方法，其特征在于，步骤1中选择垂直于圆弧面的坐标轴方向进行剖切，剖切步长δ是工件最薄部位的1/10-1/3；所述动画的动画帧数n＝l/δ，其中l为沿剖切方向的工件最大长度，动画中图像的分辨率为平行于剖切断面方向的工件最大长度l的l/δ；选择固定色标，色标的最大值对应于模拟结果的最大值，色标的最小值对应于模拟结果的最小值；色标选择连续彩色色标，且与背景颜色区分明显的颜色，色标区域的长度方向充满整个图像的70％以上，所述剖切的显示断面平行于显示窗口。

3.根据权利要求2所述的跨平台连续模拟方法，其特征在于，步骤2中将一个六面体拆分为5个四面体表示，所拆分的5个四面体的模拟结果值为对应像素的模拟结果值。

4.根据权利要求1-3任一所述的跨平台连续模拟方法，其特征在于，步骤4进一步包括以下子步骤：

子步骤S41、读取所提取图片中色标条colormap，建立颜色值和数值模拟结果值的对应关系如式(1)所示：

C[i±b][j±b][k±b]＝tc[m] (1)，

其中，C[i][j][k]为ijk像素等级所对应的数值模拟结果值，tc[m]为模拟结果值，i、j、k的变化范围为0-255,m为颜色等级数，b为常数，取值范围为0-10，用于允许颜色范围有小幅波动，以避免出现有的颜色无法找到匹配颜色的情况；

子步骤S42、读取系列切片图片，根据像素颜色值和数值模拟结果值的对应关系，将每个图片的每个像素的RGB颜色通道值转换为当前像素的数值模拟结果值，如式(2)所示：

t[i][j][k]＝C[i][j][k] (2)，

其中，i、j、k分别为像素宽度、高度编号和切片序号所对应的像素；

子步骤S43、如果色标条颜色和工件模拟结果不完全匹配，每个色标条的颜色值的三个通道的颜色值存在波动时，首先建立像素与结果值的对应关系如式(3)所示：

M[i][j]＝tc[m] (3)，

式中Rm、Gm、Bm分别为m等级色标的RGB颜色值，a为常数，取值0.1-0.3，c为常数值，取值1-10；

接着，采用RGB三个通道值的比值进行数值模拟结果和颜色值的匹配，则某一像素对应的模拟结果值如式(4)所示：

t[i][j][k]＝M[p][q] (4)，

式中，i、j、k分别为像素宽度、高度编号和切片序号所对应的像素；

5.根据权利要求4所述的跨平台连续模拟方法，其特征在于，步骤4中进行数据重构后所输出数据文件的记录格式采用有限差分格式或有限元格式；当采用有限差分格式时，一个像素对应一个网格，网格编号为i、j、k分别为像素在宽度、高度和切片编号；网格的数值模拟结果值为像素颜色转换得到的模拟结果值。