[发明专利]一种基于VTK的桁架天线的可视化系统及方法、终端

说明书

本发明属于计算机辅助设计技术领域，公开了一种基于VTK的桁架天线的可视化系统及方法、终端，分为搭建显示板梁结构三维模型的单文档可视化界面应用程序；设计的文件格式存储梁壳结构的有限元模型信息；有限元模型信息到设计好的单文档的显示程序的数据结构中；计算梁结构单元中两个截面上其它点的坐标；计算带有厚度的壳单元的其它点的坐标；创建板梁模型所有的实体单元；根据板梁模型所有的实体单元信息，创建VTK中的数据集，搭建图形显示的可视化管道；建立VTK渲染引擎管线，组成完整的VTK流水线可视化管道显示生成的三维实体模型。本发明使用面向对象的编程思想，具有很好的扩展性。

技术领域

本发明属于计算机辅助设计技术领域，尤其涉及一种基于VTK的桁架天线的可视化系统及方法、终端。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：在计算机辅助分析领域，国外经过多年的发展，市场上出现了许多的商用软件，例如ANSYS、Abqus等使用非常广泛的有限元商用分析软件。目前国内还处于起步阶段。优秀的有限元分析软件除了精确分析模型的之外，精确的显示有限元模型可以提高软件交互性。在机械工程的CAE领域，许多的结构都可以使用板、梁结构简化建模；了解板梁结构模型的可视化，具有普遍意义。大多商用的有限元分析软件在建立板梁结构的有限元模型时都是使用线、面的结构作为代替。使用梁板单元划分单元后，才显示成实体模型。

综上所述，现有技术存在的问题是：多数商用的有限元分析软件在建立板梁结构的有限元模型时都是使用线、面的结构作为代替；使用梁板单元划分单元后，才显示成实体模型。线、面结构建立的有限元模型，既简化模型，也方便建模。图形显示线、面模型比较简单，线面模型更有利于有限元分析。本方案中的显示模型的方法既能达到简化模型效果，还能显示实体模型，增强模型的显示效果。

解决上述技术问题的难度和意义：国内在图形软件系统方面研究起步较晚，没有具体和明确的板梁结构模型的可视化的方法。本发明提出一种基于VTK的桁架天线的可视化系统及方法，既可以用于VTK的桁架天线的可视化系统中，也可以作为有限元后软件中的后处理子模块，更可以开发板梁结构图形系统的基础。本发明方法的提出既在计算机图形显示方面做了探索，也在图形显示系统的开发方面进行了尝试。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于VTK的桁架天线的可视化系统及方法、终端。

本发明是这样实现的，一种基于VTK的桁架天线的可视化方法，所述基于VTK的桁架天线的可视化方法包括：

步骤一，采用开源的可视化工具VTK和微软的MFC类库来搭建显示三维模型的可视化界面的单文档应用程序；

步骤二，采用合适文件格式的TXT文本文档存储梁壳结构的有限元模型信息；信息包括的点、单元结点、单元截面和厚度信息；

步骤三，读取设计的文件中的有限元模型信息到设计好的单文档的显示程序的数据结构中；

步骤四，根据梁单元的截面信息和梁的两个结点的坐标信息，计算出两个截面上其它点的坐标，记录点的坐标和点的拓扑关系即创建一个实体的梁单元；

步骤五，根据板单元的厚度和已知结点的坐标，计算带有厚度的壳单元的其它点的坐标；记录这个实体单元点的坐标和新点的拓扑关系即创建一个壳实体单元；

步骤六，对于所有的单元根据单元类型选择执行步骤五、步骤六，创建板梁模型所有的实体单元；根据板梁模型所有的实体单元信息，创建VTK中的数据集，搭建图形显示的可视化管道；

步骤七，建立VTK渲染引擎管线，组成完整的VTK流水线可视化管道显示生成的三维实体模型。

进一步，所述步骤一具体包括：

(1)安装开源可视化工具VTK；

(2)创建单文档应用程序，实现数据与数据显示的分离；