Сергеев В.В.   Псахье С.Г.   Смолин А.Ю.   Коростелев С.Ю.  

Разработка средств визуализации и анализа результатов численного моделирования методом частиц

Reporter: Сергеев В.В.

       Отсутствие визуального представления модели на стадии обработки численных результатов значительно усложняет и замедляет процесс моделирования. При анализе результатов пользователю необходимо детально увидеть все изменения модели, произошедшие с ней в ходе численного эксперимента. Разработанное интерфейсное приложение «MCA3D_Results» позволяет значительно увеличить эффективность получения научных результатов за счет высокой степени детальности визуализации модели и предоставления средств анализа ее характеристик.
     Трехмерное моделирование методом частиц находит все большее применение для решения задач механики и физики твердого тела. Однако представление объекта в виде дискретных элементов накладывает ряд особенностей на обработку и анализ полученных результатов. С помощью средств приложения «MCA3D_Results» возможно просматривать изменения в структуре (отображение в виде набора частиц), межчастичных связях (отображение связей пар частиц отрезками), полях скоростей и сил (отображаются векторами).
     Моделирование в трехмерном пространстве накладывает свои сложности на обработку и анализ результатов. Учитывая этот факт, приложение предоставляет средства рассматривать любую особенность выводимого на экран объекта под необходимым углом и с нужного расстояния. Среди них основным является позиционирование центра сцены (точка, относительно которой происходит масштабирование и поворот всех объектов сцены).
     Особым этапом при обработке и анализе результатов моделирования является исследование того, как модель эволюционирует во времени. Для этого приложением предусмотрен необходимый инструментарий, который позволяет сделать ряд важных выводов, рассмотрев изменения определенных параметров в динамике.
     При написании приложения использованы свободно распространяемые библиотеки Qt и OpenGL. Они являются кроссплатформенными, что позволяет работать в операционных системах Linux и Windows. Благодаря OpenGL, на данный момент приложение способно работать с моделями, содержащими более миллиона частиц на персональном компьютере средней производительности.