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爆炸问题的数值模拟计算中,计算模型的建立及计算网格的划分为数值模拟计算的顺利进行创建基础条件。而创建的模型正确与否与划分网格质量的好坏直接影响数值模拟的可行性与可靠性。针对自主开发的高精度有限差分求解器ExVisual,开发满足其计算需求的前处理系统,提高模型快速建立与网格划分的效率,在爆炸问题的数值模拟中至关重要。本文研究内容主要包括前处理系统的几何模型的建立、有限差分直角六面体网格网格数据的生成,可视化工具箱VTK(Visualization Toolkit)实现前处理的可视化。但VTK缺乏灵活便用的用户界面,而Qt是有跨平台特性的图形用户界面应用程序开发框架,便于创建用户界面友好的应用程序。因此,本文采用Qt编写用户界面,结合VTK可视化工具箱实现三维模型构建、网格划分及可视化,实现爆炸问题三维有限差分前处理系统。本文的主要工作如下:1.爆炸问的前处理系统可视化。根据爆炸问题的三维有限差分前处理系统的功能和可视化的需求,基于可视化工具包VTK(Visualization Toolkit)在图形图像输出界面进行爆炸问题的前处理系统的可视化,详细分析几何模型的建立及可视化、有限差分网格数据的显示及用户交互等功能。2.爆炸问题的有限差分网格生成。根据爆炸问题的三维有限差分求解器所需的直角正六面体网格的特点,创新性采用隐函数造型的方法,运用隐含数的数据选择功能提取数据集,生成有限差分网格数据。3.两种方法实现前处理的实体造型。通过隐函数建模为爆炸问题的有限差分前处理系统三维造型提供实现方法。同时,前处理系统中提供STL文件接口为三维造型的迅速创建及模型的迅速导入提供途径。4.设计前处理系统与求解器之间的接口文件并进行算例验证。将前处理处理后的数据生成可供求解器访问的接口文件,并将前处理系统生成的数据文件应用于三维有限差分求解器,通过爆炸问题相关算例考核接口文件的有效性以及软件的可靠性。5.基于Qt联合VTK实现可视化前处理系统的设计及开发。采用C++语言,基于图形用户界面应用程序开发框架Qt编写用户界面,联合可视化工具包VTK进行三维有限差分前处理系统的可视化。充分利用Qt、VTK各自特长,采用面向对象的方法进行编程,研制出架构合理并可进行功能扩展的爆炸问题的三维有限差分前处理系统。