一种三维可视化与数值模拟融合的实现方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维可视化技术与数值模拟技术融合的实现方法及系统，研究并确定三维模型上各个实体单元的各个边界面及边界面上控制点的三维坐标，把得到的这些控制点坐标在数值模拟过程中设为监视点，使得三维可视化的控制点与数值模拟的监视点一一对应起来，通过监视点在不同时步时新的位置得到这些控制点在未来不同时刻的新的三维坐标，实现三维可视化与数值模拟的网格对接，使两者可以有效地融合起来，并得到研究对象在未来不同时刻的三维实体模型，为研究对象的过程模拟提供更好的技术支持。

Realization method and system of 3D visualization and numerical simulation fusion

The invention discloses an implementation method and system for the integration of three-dimensional visualization technology and numerical simulation technology, studies and determines the three-dimensional coordinates of control points on each boundary surface and boundary surface of each entity unit on the three-dimensional model, and sets the obtained coordinates of control points as monitoring points in the process of numerical simulation, so that the three-dimensional can be achieved. Visualized control points correspond to the monitoring points of numerical simulation one by one. New three-dimensional coordinates of these control points can be obtained at different time by the new position of the monitoring points at different time steps. The grid connection of three-dimensional visualization and numerical simulation can be realized, so that the two can be effectively integrated, and the object of study is not found. Three dimensional entity models at different times provide better technical support for the process simulation of research objects.

【技术实现步骤摘要】
一种三维可视化与数值模拟融合的实现方法与系统
本专利技术涉及三维可视化领域和数值模拟领域，更具体地说，涉及一种三维可视化技术与数值模拟技术融合的实现方法与系统(监视点替代法)，主要应用于工程地质、灾害分析、物理模拟、工程建设、建筑设计、交通设计与施工等领域。
技术介绍
三维可视化技术：三维可视化技术是通过三维模型直观表达、理解目标物体的数字化技术，是物理实体的数字化映射。三维建模的一般过程包括：(1)获取研究对象或研究区域的各个层面的控制数据，如地表测绘数据、钻探获得的地下各个地层的上限和下限数据等；(2)利用各个层面的控制数据模拟研究对象各个分界曲面，如地层曲面、构造面等，得到研究对象的每个单元体的边界面，如各个地层单元的上下、左右和前后分界面，其中上、下两个面一般用曲面表达，左、右、前、后四个面一般用竖直的平面表达；(3)依据各个单元的边界曲面建立研究对象的每个实体单元，可采用多种三维数据结构进行实体单元的构建，如三棱柱结构、四面体结构、八叉树结构、B-Rep结构、两种基本结构的混合结构等等；(4)各个单元实体的组合就是研究对象的实体三维模型。可以在三维模型上进行多种属性分析或空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维可视化技术与数值模拟技术融合的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在三维建模过程中获得研究对象每个实体单元的每个边界面及边界面上的控制点坐标；S2、以每个实体单元的边界面为边界，在数值模拟软件中进行块体及网格剖分，并把每个边界面上的控制点设为监视点；S3、通过数值模拟技术进行研究对象的发展趋势模拟；S4、根据模拟结果，得到监视点在不同时步时的新的位置坐标，从而得到控制点在未来不同时刻的新的位置坐标；S5、根据所述新的位置坐标建立未来时刻的三维实体模型。

【技术特征摘要】
1.一种三维可视化技术与数值模拟技术融合的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在三维建模过程中获得研究对象每个实体单元的每个边界面及边界面上的控制点坐标；S2、以每个实体单元的边界面为边界，在数值模拟软件中进行块体及网格剖分，并把每个边界面上的控制点设为监视点；S3、通过数值模拟技术进行研究对象的发展趋势模拟；S4、根据模拟结果，得到监视点在不同时步时的新的位置坐标，从而得到控制点在未来不同时刻的新的位置坐标；S5、根据所述新的位置坐标建立未来时刻的三维实体模型。2.根据权利要求1所述的三维可视化技术与数值模拟技术融合的实现方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：依据各个边界面上的控制点在未来不同时刻的坐标集，通过三维可视化中散点成面的方法，建立研究对象在未来不同时刻的三维实体模型。3.根据权利要求2所述的三维可视化技术与数值模拟技术融合的实现方法，其特征在于，还包括步骤：通过获得的未来时刻各个控制点的三维坐标和未来时刻研究对象的三维模型，以未来某个时间点的三维模型为初始条件，计算未来另一时间节点的变化参数和进行发展趋势分析。4.根据权利要求1所述的三维可视化技术与数值模拟技术融合的实现方法，其特征在于，所述步骤S5中建立三维模型具体为：得到研究对象在某个时间点的瞬态三维模型和/或在所述瞬态三维模型上基于三维可视化技术的属性-空间分析功能进行关键时间节点分析。5.根据权利要求1所述的三维可视化技术与数值模拟技术融合的实现方法，其特征在于，所述步骤S5中建立三维模型具体为：基于步骤S4得到的未来时刻各个监视点的三维坐标，得到未来任意时刻瞬间的真三维静态实体模型。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军旗，苏爱军，唐辉明，吴冲龙，周汉文，刘刚，赵剑雄，钟成，王菁莪，张抒，封瑞雪，陈根深，邹宗兴，曾雯，史婷婷，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42