植物百科网
当前位置: 首页 农业百科

CFD技术(增强现实技术加持下的CFD后处理)

时间:2023-07-20 作者: 小编 阅读量: 2 栏目名: 农业百科

在未来,虚拟现实将不仅仅会涉及视觉、听觉,还会涉及嗅觉、触觉、味觉等,致力于构造一个与真实环境相似的世界。VuforiaSDK则是高通推出的针对移动设备AR应用开发的工具包。这是甲烷在燃气轮机驻涡燃烧室燃烧时的情景,计算结果由AnsysFluent的大涡模拟得到,AR场景由Unity3D和VuforiaSDK构建,可视化硬件设备是三星S4手机。CFD作为一个年轻有活力的学科,应该为更多的人所熟知,所喜欢。科技是第一生产力,而普及科技亦是当务之急。

-1-

在科幻电影中,我们经常能看到这样的场景:

电影《阿凡达》剧照

只需要一个全息屏幕,所有想要的一切信息都可以立体的显示出来,栩栩如生,跟真的无异。

甚至现在可以做到,连屏幕都不需要了:

Magic Leap公司最著名的一个广告

回到我们CFDers,平时遇到的后处理一般都是二维平面图:

船舶航行时的兴波

想再炫一些,可以加点动画和渲染效果:

实尺度模拟时的船体兴波

当然,还可以更炫一些:

圆柱绕流的体渲染效果

上面这个图是小二自己做的,感兴趣的童鞋可以查看这篇教程——【高端撩妹技巧】CFD后处理之体渲染。也可以看下面的精简版!(灰色字体部分)

以最常见的圆柱绕流问题为例,其网格如下图

在Star-CCM 软件中,实现体渲染只需要三步:

Step1: Create a Resampled Volume derived part

Step2: Select the scalar field function

Step3: Change the field range and displayer opacity

三步之后,效果图如下:

解释如下(一般后处理的通用方法):

任何后处理的第一步都是建立承载物,包括点、线、面、体等,即你的物理量要显示在哪里。显示某个面的压力云图,首先要有面;研究某条线的速度分布,首先要有条线,就是这个意思。这些承载物可以是物体边界,比如船体、螺旋桨表面等;也可以是用户自定义的,比如等值面、对称面等。

第二步就是选择物理量,压力、速度、温度等等,同样地,这些量可以是软件中内置的,也可以是用户自定义的表达式。

第三步,后处理场景的高级设置,调节对比度、透明度、标尺范围等等,使最终效果尽可能高大上。

本次模拟的最终效果如下(通过细化网格、瞬态模拟还可以做得更漂亮,不过小二的笔记本只能做到这样了)


但是这些后处理图仍然无法与现实结合起来,你也不可能指望着只靠这些图片,去让一个普通人明白,真实的流动是怎么样的。

如果你不能简单地解释一样东西,说明你没真正理解它。——爱因斯坦

而我们最终想要的,是直观的,一看就能看明白的东西。

-2-

作为时下很火的虚拟现实技术和增强现实技术,已经在很多方面有了探索性的进展了。

譬如网上购物:

譬如房间装修设计:

譬如未来可能大行其道的成人那点事儿:

首先简要解释一下这两种技术。

虚拟现实(Virtual Reality)技术:利用计算机创造一个虚拟空间,利用虚拟现实眼镜能够使用户完全沉浸在一个虚拟的合成环境中,无法看到真实环境。

利用双目视觉原理,虚拟世界在眼镜中是3D立体的。常见的设备有VR头盔(比如Oculus)和VR眼镜(如三星Gear VR)等。

在未来,虚拟现实将不仅仅会涉及视觉、听觉,还会涉及嗅觉、触觉、味觉等,致力于构造一个与真实环境相似的世界。

增强现实(Augmented Reality)技术:增强现实技术是由虚拟现实技术发展而来,最早主要应用于军事。

增强现实技术能够把虚拟信息(物体、图片、视频、声音等)融合在现实环境中,将现实世界丰富起来,构建一个更加全面和美好的世界。最著名的设备就是Google Glass。

-3-

前几天,我跟铁成同学聊天的时候,还在探讨这个问题:

铁成同学的思维还是蛮超前的。正好我前几天看了一些这方面的资料,拿出来给大家分享一下。

先来看一个视频:

这是增强现实技术加持CFD后处理的一个案例,模拟结果来源于BMW Z3车型在40km/h航行时的空气动力学性能。

你只需要在真实环境中放入一个小的汽车模型,它周围的流场信息会马上立体的显示出来。

该案例包含两部分关键内容:

1、流场信息计算及后处理,包括流线、横剖面图以及涡的等值面等,这部分由Star-CCM 软件的URANS方法模拟得到;

2、VR部分,这是由Unity3D和Vuforia SDK实现的。

其中,Unity3D是由Unity Technologies公司开发的一个全面整合的专业游戏引擎,它可以让用户轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型的互动内容。

Vuforia SDK则是高通推出的针对移动设备AR应用开发的工具包。它利用计算机视觉技术实时识别和捕捉平面图像或简单的三维物体,并允许开发者通过照相机取景器放置虚拟物体并调整物体在镜头前实体背景上的位置。

二者的具体使用方法感兴趣的童鞋可以自行搜集资料,小二也是个外行,就不班门弄斧了。

再来看一个大涡模拟火焰燃烧的情形。

这是甲烷在燃气轮机驻涡燃烧室燃烧时的情景,计算结果由Ansys Fluent的大涡模拟得到,AR场景由Unity3D和Vuforia SDK构建,可视化硬件设备是三星S4手机。

还有微软的Hololens查看的:

AR和VR正在逐渐渗透到我们的生活,随着设备价格的平民化,一定会迎来应用场景的爆发。

CFD作为一个年轻有活力的学科,应该为更多的人所熟知,所喜欢。科技是第一生产力,而普及科技亦是当务之急。希望通过这些炫酷技术的发展,把更多有用的科技带入到大众视野中。

写在最后:如果您正在学习STAR CCM,欢迎加入我们的社群,与小编和学习型工程师抱团一起学习理论、软件和行业应用。

作者:船小二,船舶与海洋工程专业博士,中国力学学会会员,8年CFD经验,精通CFD在船舶与海洋工程中的应用实践,具有非常丰富的军工项目经验。

来源:shipCFD

-END-

    推荐阅读
  • 突触名词解释(突触是什么意思)

    突触名词解释突触是指一个神经元的冲动传到另一个神经元或传到另一细胞间的相互接触的结构。突触是神经元之间在功能上发生联系的部位,也是信息传递的关键部位。在光学显微镜下,可以看到一个神经元的轴突末梢经过多次分支,最后每一小支的末端膨大呈杯状或球状,叫做突触小体。这些突触小体可以与多个神经元的细胞体或树突相接触,形成突触。从电子显微镜下观察,可以看到,这种突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。

  • 《守望先锋》对战局影响大招top一览 守望先锋对局战绩

    今天小编要为大家带来的是玩家“黑呦酱”分享的《守望先锋》对战局影响大招top一览,感兴趣的玩家赶紧一起来看看吧!守望先锋大招分为四类,控制类,自身BUFF类,辅助类以及伤害类,由于伤害类大部分使用大招时,本体无法进行有效杀伤,且控制类及自身BUFF类需要其他技能的配合,so,此间因素也要加入考量。

  • 运动后喝黑咖啡还能燃脂吗 运动时喝黑咖啡会加快燃脂吗?

    2、运动过程中身体脂肪会加速燃烧,从而具有一定减肥作用;而黑咖啡热量比较小,加上其中含有大量的咖啡因以及维生素、纤维素物质,适量喝可以促进人体肠胃蠕动,加速脂肪代谢分解,对减肥具有促进作用。

  • 斯威汽车质量怎么样(斯威质量好不好)

    2018年6月起,斯威“品质特工队”以四大火炉的重庆作为起点,途径海南、吐鲁番、格尔木三地,历时近一年进行了数十万公里极限环境适应性试验。极端干燥高温环境下,常见车内温度往往会狂飙到60℃以上,而在斯威G01的车厢里,却始终能够保持清新凉爽的状态。一整套严酷考验下来,斯威G01的性能表现完全得以充分认证。这样一算,斯威G01差不多完成了近百万公里的专业级严酷考验。

  • 春天兰花怎么养 春天兰花怎么养浇水

    白墨兰花哪个品种最好白墨兰花是墨兰的珍贵变异品种假鳞茎椭圆形,已有数百年栽培历史,流传至今,不下十数个品种,它叶色莹润、体态优雅、幽香静远、且抗病,白墨兰花比较好的品种一般分企剑和软剑两个品系。什么兰花开花最香兰花品种很多,按花香来排,在兰花界春兰居首,惠兰次之,随后便是建兰、墨兰和寒兰,春兰的花香味最正宗,持久性也极强。

  • 奔驰e300l前进挡总共有几个(你看了奔驰22款E300L升级这套原厂HUD抬头显示效果觉得怎么样)

    从行车安全的角度来考虑,加装一台HUD是非常有必要的。HUD的全称是HeadUpDisplay,中文翻译过来就是抬头显示器。今天星骏汇小陈通过以上的产品配件图了解,我们看到这台奔驰22款E300L升级HUD抬头显示所需要更换的配件有,抬显仪器,高配仪表盖板,高配仪表电脑,雨量传感器,空调管升级HUD抬头显示把仪表台上的那一块盖板换掉,换成高配的预留好显示器孔位的盖板,装上显示器,从而使仪表显示的内容投射到挡风玻璃上面。

  • 儿童葫芦丝表演(通城千人共奏葫芦丝)

    儿童葫芦丝表演香城都市报讯 10月27日,通城县隽水中学参加湖北省“黄鹤杯”美育节节目视频录制现场,七、八年级千名学生,同奏乐曲《龙的传人》。该校相关负责人介绍,本学期,每天下午预备铃响5分钟,七、八年级各班集体合奏葫芦丝。丝竹声声,已渐成校园一道靓丽的风景线。近年来,该校贯彻落实社会主义核心价值观,注重未成年人思想道德建设,坚持开设中华传统和特色民族特色教育课程,促进学生“德智体”全面发展。

  • 鸡娃时代孩子的成长之道(与其1岁就开始鸡娃)

    出生时大脑发育已经完成25%,1岁完成了50%,3岁完成了60%,6岁达到90%。现在小学虽然是零基础入学,取消了统一考试,但是它对学生的要求并没有降低。吃够了佛系养娃的亏,橙子家的老二断然不肯再佛系养了。北京卫视于2018年摄制的纪录片《起跑线》中,有一个7岁的北京女孩令人印象深刻。她的家庭,在北京三环内有一套房,一辆车。妈妈认为,孩子从小培养兴趣,靠的是父母的指引。

  • 环氧树脂的作用与用途(环氧树脂有什么作用与用途)

    环氧树脂的作用与用途具有优良的物理和电绝缘性能,强度高、收缩性低,耐腐蚀以及有高绝缘的优势,所以被称为万能胶。电器、电机绝缘封装件的浇注。从常压浇注、真空浇注已发展到自动压力凝胶成型。长时间接触胶水时,有人会有细微的皮肤过敏和细微瘙痒疼痛的情况,建议在运用时戴上防护手套,如果出现了这样的情况,需要用酒精擦洗,然后用清水冲洗干净。

  • 明月曾照江东寒剧情(明月曾照江东寒剧情介绍)

    明月曾照江东寒剧情剧情简介:美少女战清泓是武林副盟主战破敌之女,从小被父亲禁止涉及江湖事。十年一期的武林大会即将来临,战清泓瞒着家人偷跑下山,立志夺取武林盟主之位。战清泓与温宥也开始互生情愫,奈何最终被世俗礼法所阻碍。与此同时,江湖上风起云涌,战清泓发现自己自幼背诵的家训竟是人人趋之若鹜的第一神功《鹤羽剑法》。