第章fluent图形与可视化.docx
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第章fluent图形与可视化
第二十五章Fluent图形与可视化
FLUENT提供的图形工具可以使你很方便的处理CFD求解结果中包含的信息并观察相应的结果。
下面的章节将向您介绍如何使用这些工具来观察您的计算结果。
（注意这个过程对于显示制图法的硬拷贝文件的存储是在SavingHardcopyFiles中描述的。
）
基本图形生成
自定义图形显示
控制鼠标按键函数
修改视图
场景的生成
动画
视频生成
柱状图与XY散点图
基本图形生成
在FLUENT中生成图形来显示网格,等高线,轮廓,速度矢量,和迹线.下面将介绍如何产生这些图形。
（柱状图与XY散点图的生成将在柱状图与XY散点图这一节进行介绍）。
1如果您的模型包含了不连续相，您可在轨道的图形显示这一节找到相关的粒子轨道的图形显示方法。
网格的显示
等高线和轮廓的绘制
速度向量的绘制
轨迹的显示
网格的显示
在问题的一开始或检查求解结果时，您肯定希望能够观察某些特定表面上的网格划分情况。
如图1所示，你可以显示求解对象的部分和全部轮廓；如图2所示，绘制网格线（边）；如图3所示，对一个三维求解对象，绘制充满了网格的实体表面；或如图4，绘制求解对象表面上的节点。
图1:
显示轮廓
图2:
网格线的显示
Figure3:
网格面（网格填充）显示
Figure4:
网格节点显示
生成网格或轮廓线视图的步骤
网格和轮廓线视图选项
生成网格或轮廓线视图的步骤
您可以通过网格显示对话框来绘制求解对象的部分或全部网格或轮廓线。
（如图1）
.
Display?
Grid...
图1:
网格显示对话框
生成网格或轮廓线的基本步骤如下：
1．在表面列表中选取您需要显示的网格或轮廓线的表面。
点击表面列表下的Outline按钮来选择所有“外”表面。
如果所有的外表面都已经处于选中状态，单击该按钮将使所有外表面处于未选中的状态。
点击表面列表下的Interior按钮来选择所有“内”表面。
如果所有的内表面都已经处于选中状态，单击该按钮将使所有内表面处于未选中的状态。
2．根据您需要显示的内容，根据下列步骤有选择的进行：
？
显示所选表面的轮廓线，在图1所示的对话框中进行如下设置：
在Options选择Edges，在EdgeType中选择Outline。
如果您需要更详细的关于显示一个复杂表面的轮廓线的设置，请参考网格和轮廓线显示选项。
?
显示网格线（如图2）,在Options选择Edges，在EdgeType中选择ALL。
?
绘制一个网格填充图形（如图3）,在Options选择Faces。
?
显示选中面的网格节点（如图4）,在Options选择Nodes。
3．设置网格和轮廓线显示中的其它选项。
4．单击Display按钮就可以在激活的图形窗口中绘制指定的网格和轮廓线。
如果您选择了网格填充图形,并且希望图形光滑，您应该打开光源，并选择一种光线插值方法而不是在光线对话框或显示选项对话框中对Flat进行设置。
如果您显示网格节点,并希望通过指定符号来代替节点,您可以通过在显示选项对话框中设置PointSymbol来实现。
详细资料参考修改渲染选项。
注意,对于具备周期性边界条件的求解问题,您在求解对象的两侧均不能看到其边界。
为了在网格的显示中包含周期性“阴影”边界,你可以使用display/grid命令。
网格和轮廓显示选项
这个选项在生成网格或轮廓线步骤的第三步中曾经提到过，它包含了修改网格颜色，为轮廓线显示增加轮廓线的重要特征，绘制分割边界，以及在显示中缩小面或单元。
FLUENT允许您通过管理颜色对每一个区域类型或表面来显示具有不同颜色的网格。
这个特性可以帮您迅速方便的理解网格绘制。
如果需要修改颜色，点击网格显示对话框上的Color按钮来打开网格颜色对话框（图1）
图1:
网格颜色对话框
（您可以通过场景描述对话框开为每一个需要显示网格的平面单独设置颜色）
如果要改变一个指定区域类型的网格的显示颜色,从类型列表中选定区域类型并在颜色列表中选择新的颜色。
当你再次显示网格时，你会看到颜色改变后的效果。
注意Types列表中的表面类型适用于全部的表面网格（例如，使用Surfacemenu打开面板创造的表面的网格是画好的）除了表面区域。
对于封闭的3D物体如柱体，标准轮廓线显示通常不能精确的显示其细节。
这是因为对于每一个边界，只有这些在几何体外侧的边（例如一些在边界上只被一个表面使用的边）才被显示。
图2显示了一个复杂的管道的轮廓线，只有入口和出口是可见的。
图2:
复杂管道标准轮廓线
图3:
复杂管道特征轮廓线
你可以通过网格显示对话框中的特征选项得到额外的轮廓线特征（如图3）。
在EdgeType中选择Feature选项，然后设置特征角度。
默认特征角度为20度，如果两个邻接表面法向方向的夹角大于20度，那么在这两个面中的边将被绘制。
减小特征角度使得更多的边（细节）能够在轮廓线的绘制中显示出来。
角度的大小取决与你的几何体的曲率和复杂度。
你可以逐渐修改特征角度直到你得到一个满意的轮廓线显示为止。
如果你为了并行处理分隔了网格，你可以通过在网格显示对话框中选择Partitions选项将分隔的边界增加到网格显示中。
如果你需要在网格显示中区别个别的面或单元，又或者你想扩大两个邻接面或单元间的距离，你可以通过在网格显示对话框中增大Shrink系数实现。
采用默认值0会使得在显示中邻接的面或单元的边发生重叠。
而当值为1时，会出现极端相反的情况：
:
每一个面或单元都被一个点代替，而其之间存在相当大的距离。
一个很小的值如0.01就可以将邻接的面或单元区分开来。
采用不同值的收缩系数显示效果如图4，图5所示。
在改变收缩系数后你必须点击Display按钮才能观察到其效果。
图4:
收缩系数为0的网格显示
图5:
收缩系数为0.01的网格显示
绘制等高线和轮廓
FLUENT可以使你在求解对象上绘制等高线或外形的叠加。
等高线是由某个选定变量（如等温线，等压线）为固定值的线所组成。
而轮廓则是将等高线沿一个参考向量并按照一定比例投影到某个面上形成的。
图1图2显示了等高线和轮廓的例子。
图1:
静态压力等高线
图2:
Y向速度轮廓
生成等高线和轮廓的步骤
等高线和轮廓选项
生成等高线和轮廓的步骤
你可以通过图1所示的等高线对话框来生成等高线和轮廓。
Display?
Contours...
图1：
等高线对话框
生成等高线或轮廓的基本步骤如下：
1．在ContoursOf下拉列表框中选择一个变量或函数作为绘制的对象。
首先在上面的列表中选择相关分类；然后在下面的列表中选择相关量。
（对列表中变量的解释可参考领域函数定义）
2．在Surfaces列表中选择待绘制等高线或轮廓的平面。
对于2D情况，如果没有选取任何面，则会在整个求解对象上绘制等高线或轮廓。
对于3D情况，你至少需要选择一个表面。
3．在Levels编辑框中指定轮廓或等高线的数目。
最大数为100。
4．如果你要生成一个轮廓视图，请在Option中选中DrawProfiles选项。
在轮廓选项对话框中（如图2），你可以如下定义轮廓：
图2:
轮廓选项对话框
1．在ReferenceValue中为轮廓设置“0高度”参考值，并在ScaleFactor中设置投影的长度比例因子。
在定义面上，任何值等于ReferenceValue中的数值的点都将被绘制在轮廓上。
大于ReferenceValue中的数值的点将被投影到定义面的前面。
（按照ProjectionDir中定义的方向）并且根据ScaleFactor中的值进行缩放；小于ReferenceValue中的数值的点将被投影到定义面的后面并进行缩放。
当你需要显示一个变量的变化，而这个变化量和这个变量的值相比较小，上述参数可以用来产生较全面的轮廓。
例如，我们需要显示温度变化范围为300K到310K的温度轮廓。
如果我们采用默认的比例系数（以绝对温度310K为基数）绘制温度轮廓，那么10K的变化在图中很难检测到。
为了产生一个较完善的轮廓，可以将ReferenceValue设置为300并将设置ScalingFactor为5（只是举个例子）来放大10K范围在轮廓上的显示效果。
在随后的轮廓显示中，当温度为300K时其位置将处于基准线上，而其它数据在显示时，首先将减去300，并将其差值绘制在轮廓上。
因而，轮廓上的图像只显示了相对于300K的温度变化。
2．设置轮廓的投影方向（ProjectionDir.）。
如果是2D图形，例如，在求解对象上的压力等高线可以按z方向进行投影来形成一个地毯图（carpetplot），或者对y方向速度等高线沿y方向的切片进行投影形成一系列的速度轮廓图（例如图2的等高线和轮廓图）
3．点击Apply按钮关闭轮廓选项对话框。
5．设置等高线和轮廓选项对话框中的其它选项。
6．点击Display按钮在激活的图形窗口中来绘制指定的等高线和轮廓。
显示的结果将包含选定变量的指定的等高线和轮廓的指定数目，同时并将其值量级的变化范围在最小和最大区域按照增加的方式进行显示。
等高线和轮廓绘制选项
在产生等高线和轮廓的第五步曾经提到过该选项，包含了绘制用颜色填充的等高线/轮廓线（替代默认的等高线/轮廓），指定待绘制等高线轮廓变量的范围，也包括在等高线轮廓中网格的部分显示，选择节点或单元的值进行显示，以及存贮等高线轮廓相关设置。
色彩填充等高线或轮廓图是用连续色彩显示的等高线或轮廓图形显示（如图1），而不是仅仅使用线条来代表指定的值。
（注意一个色彩填充的轮廓显示通常被当作“地毯图”）。
可以在生成等高线和轮廓的第五步选中等高线对话框中的Filled选项来绘制一个色彩填充的等高线或轮廓图。
图1：
色彩填充的静态压力等高线图
为了使显示效果光滑，你可以通过打开光源并选择一个适合的光线插值方法来完成，而不是在显示选项对话框或光线对话框中进行相关设置。
请注意如果CliptoRange选项一旦被选中，你所得到的图形将不会光滑（参考等高线轮廓绘制选项）。
默认情况下，等高线或轮廓的变化范围通常被设置在求解对象结果的变化范围内。
这意味着在求解对象内色彩变化将以最小值（显示在Min区域）开始，以最大值（显示在Max区域）结束。
如果你绘制的等高线或轮廓只是求解对象的一个子集（例如一个表面），你的绘制结果可能只覆盖色彩变化的一部分。
例如，假设用蓝色代表0，用红色代表10，而你绘制的表面变化只是从4到6，由于绿色是由蓝到红的中间色彩，因而你绘制的图像上很可能是绿色的等高线或轮廓。
如果你关心的值在一个小范围内变化，如让蓝色代表4而红色代表6，你可以自己设置显示的范围。
另外一个自己设定显示范围的原因是你只关系特定的值。
例如，如果你想了解哪个区域的压力超过了特定的值，你可以增加显示的最小值，压力低于该值后不再被显示。
如果希望自己设置等高线/轮廓的显示范围，首先使等高线对话框中的AutoRange选项处于实效状态。
Min和Max编辑框则处于可编辑状态，然后你可以输入显示的范围。
在显示默认范围时，点击Compute按钮将更新Min和Max的值
在你绘制色彩填充等高线/轮廓（如前在等高线轮廓选项中描述），你可以控制值超过显示范围的值是否显示。
CliptoRange选项的默认状态为选中，这使得超出显示范围的值不被显示（例如不绘制其等高线/轮廓）。
但是如果您使其处于实效状态，低于Min的值将会以代表最低值的色彩进行显示，而高于Max的值将以代表最高值的色彩进行显示。
图2和图3则分别显示了选中/未选中CliptoRange选项时的绘制结果。
图2:
选中Clipto
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