理论教育 数值解的可视化方法与应用

数值解的可视化方法与应用

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.37湍动能云图(见彩插)图4.36 中红色区域温度最高,蓝色区域温度最低,由温度的变化可以清晰地反映出激波结构。图4.38马赫数等值线图3. 矢量图将矢量以箭头的形式标识出来,可以直观地展示矢量的大小和方向,如图4.39 所示的速度矢量图。图4.41沿喷管轴线的马赫数分布曲线以上只是简单介绍了几种常用的数据可视化方式,还有更多的其他形式的后处理方法,如等值面、制表等,有待读者自学。

数值解的可视化方法与应用

得到燃气射流流场的数值解之后,应用合适的软件将其以图形和曲线的方式展示出来,才能更好地分析数据。OpenFOAM 通常与ParaView 配合使用,Fluent 自带后处理功能。也可以采用其他单独的后处理软件,如CFD-Post 和Tecplot。下面简单介绍几种常见的数据可视化形式。

1. 云图

云图是通过颜色标识变量的数值大小,以形成连续渲染的彩色图像,图4.36 和图4.37 所示为温度云图和湍动能云图。

图4.36 温度云图(见彩插)

图4.37 湍动能云图(见彩插)

图4.36 中红色区域温度最高,蓝色区域温度最低,由温度的变化可以清晰地反映出激波结构。图4.37 中红色区域的湍动能最强,可直观地显示出射流混合边界层的位置和宽度。

2. 等值线

将某个物理量等于某些离散数值的单元中心(顶点)用光滑曲线连接起来构成曲线族,曲线族越密集的地方物理量的梯度越大。图4.38 所示为马赫数等值线图,从图中可以更清晰地观察到激波结构。

图4.38 马赫数等值线图

3. 矢量图(www.daowen.com)

将矢量以箭头的形式标识出来,可以直观地展示矢量的大小和方向,如图4.39 所示的速度矢量图。图4.39 中箭头长短和颜色都指示速度大小,箭头方向指示当前单元的速度方向。

图4.39 速度矢量图

4. 流线图

绘制流场的流线,可以用于展示旋涡等复杂的流动结构。如图4.40 所示,显示了由压力入口(pressure-inlet)至压力出口(pressure-outlet)发出的数条流线,流线上的箭头代表当地速度矢量的方向,清晰地展示了全流场气流的流动结构。

图4.40 流线图

5. 曲线图

可以将数据绘制成曲线,便于定量地观察参数的变化规律和对比分析。图4.41 为沿喷管轴线的马赫数分布曲线,可以准确地确定激波的位置,并定量显示轴线上马赫数的分布。

图4.41 沿喷管轴线的马赫数分布曲线

以上只是简单介绍了几种常用的数据可视化方式,还有更多的其他形式的后处理方法,如等值面、制表等,有待读者自学。

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