Herramientas interactivas para la visualización en fluidodinámica computacional
En el presente trabajo se estudiaron e implementaron los componentes básicos de un visualizador 3D de simulaciones de fluidodinámica computacional. El desarrollo se realizo en el lenguaje C++ utilizando las bibliotecas (VTK [4] y QT [5] ) que utilizan los visualizadores de referencia en este campo...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2021
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1029/1/1Montenegro_Marcuzzi.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En el presente trabajo se estudiaron e implementaron los componentes básicos de un visualizador 3D de simulaciones de fluidodinámica computacional. El desarrollo se realizo en el lenguaje C++ utilizando las bibliotecas (VTK [4] y QT [5] ) que utilizan los
visualizadores de referencia en este campo computacional, como ParaView [6]. El visualizador tiene como objetivo extender las capacidades de análisis y post-procesamiento del solucionador desarrollado en el departamento de Mecánica Computacional, denominado GPFEP [7].
El visualizador 3D tiene los siguientes componentes: motor de visualización VTK, interfaz de usuario, contenedores para el almacenamiento de estructuras de datos de la geometría y de los campos vectoriales y escalares con diferente paso de tiempo, interfaz integrada con los solucionadores de GPFEP y OpenFOAMR [8], comunicación con los solucionadores para cambiar algunas condiciones de simulación en tiempo de ejecución, filtros de post-procesamiento visual y de corte planar, lógica de aplicación sucesiva de filtros (basada en algoritmos de arboles) y la capacidad de realizar renderizado volumétrico a partir de imágenes medicas. Particularmente, se implementaron los siguientes filtros:
1. Líneas de corriente (con distintos métodos integrales de Runge-Kutta y propiedades de los elementos visuales).
2. Líneas de trayectoria (con la configuración de las variables temporales de integración y métodos de generación de semillas por mascara, esfera y línea)
3. Calculo del caudal a través de un plano seleccionado en forma dinámica desde la interfaz grafica.
4. Identificador de vórtices (métodos 2 y Enhanced Swirling Strength [9]).
5. Calculo de las fuerzas sobre una superficie.
6. Determinación de puntos de estancamiento. Se realizo un estudio de validación de los resultados del post-procesamiento de los filtros
para diversos casos de estudio como el de una cavidad cubica con velocidad constante en una de sus caras (3D), flujo libre con obstáculo (2D), Tobera convergente (3D), cañera cilíndrica (3D) y una cañera (2D) simulados con las herramientas de calculo
GPFEP y OpenFOAM.
El proyecto integrador consiste en desarrollar un software para la visualización de soluciones numéricas de problemas de fluidodinámica. El visualizador 3D resultante permite al usuario interactuar con la geometría, analizar campos escalares y vectoriales obtenidos con los solucionadores de GPFEP y OpenFOAM aplicando diversos filtros que pueden ser combinados entre s. Además. el visualizador tiene dos modos de conexión con los solucionadores: el modo fuera de línea (oine), en el cual se carga el caso de estudio para su análisis, y el modo en línea (online) en el que el usuario puede controlar algunos parámetros de la simulación desde el visualizador permitiendo la observación de los resultados en tiempo de ejecución del solucionador.
El repositorio con el código del visualizador se encuentra en la referencia [10].
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