[发明专利]一种跨平台连续数值模拟方法

说明书

本发明公开了一种跨平台连续数值模拟方法，首先利用源数值模拟平台的后处理功能将数值模拟结果输出为由沿x或y或z方向的系列截面构成的动画文件，接着从动画文件中提取系列数值模拟结果截面云图图像；然后对该系列云图图像进行色彩修复处理，尤其针对压缩等处理导致图片模糊失真和噪点等情况；最后读取图片中色标(colormap)对应的像素颜色值和数值模拟结果值，建立颜色值和模拟结果值的对应关系；根据该对应关系将系列模拟结果截面云图按目标数值模拟平台的格式逆向转化为离散模型和模拟结果数据文件，作为目标平台的离散模型和初始条件，从而实现从源平台和目标平台的集成。

技术领域

本发明涉及数值模拟仿真技术领域，尤其涉及一种跨平台连续数值模拟方法。

背景技术

数值模拟仿真是设计、机理研究和优化中普遍采用的方法。各数值模拟平台都有独立的离散模型和模拟结果数据格式，具有独特的模拟模块，同时也具有一定的功能局限性。因此模拟仿真中经常需要多个模拟平台的集成，进行跨平台模拟，以便发挥不同模拟仿真平台的优势和独特功能。

现有技术中，不同平台之间的离散模型和中间模拟结果经常不兼容，难以转换。而且很多的仿真软件的数值模拟结果数据格式不公开，无接口，模型和计算结果数据不能读取。该种情况下不能得到模拟数据的源数据，不能进行跨平台继续模拟仿真。

发明目的

本发明的目的即在于应对现有技术中所存在的不足，提供一种跨平台连续模拟方法，以便实现基于截面动画表达的模拟结果的平台可移植性，实现从源平台模拟结果的动画文件逆向转换到目标平台可读的模拟结果数据文件，从而在目标平台上继续进行数值模拟或者进行结果的深入分析。

发明内容

本发明提供了一种跨平台连续模拟方法，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情况，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。

优选地，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。

可选地，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。

优选地，步骤4进一步包括以下子步骤：