有限元可视化系统是有限元分析系统的重要组成部分,其利用计算机图形学技术,将有限元分析过程中产生的数量庞大且结构复杂的计算数据转化为图形图像形式,以辅助设计人员直观了解和深入洞察计算结果。随着有限元方法和计算机图形学的发展,有限元数据结构日益复杂,新的可视化方法不断出现,为了更容易更便捷的将新的可视化方法应用于日益复杂的有限元数据,研究具有高度可扩展性的通用有限元可视化系统具有重要意义。同时随着GPU通用计算技术和CPU多核计算技术的飞速发展,单机计算能力显著增强,单机有限元计算规模由过去的几万、几十万节点规模发展到几百万,乃至几千万节点规模,但随之而来的问题是单机图形渲染能力相对不足。为了能流畅的显示超大规模有限元数据,研究高效的大规模有限元可视化策略非常关键。基于以上背景,本文围绕超大规模通用有限元可视化系统,从可扩展系统架构、大规模可视化策略、通用可视化算法和定制化可视化系统等方面开展了以下工作。第一,针对不断出现的新的有限元可视化需求,提出了一种具有高度可扩展性的有限元可视化系统架构。在系统核心层结构设计中,运用插件技术,根据有限元数据处理流程,将可视化系统分为多个独立的模块,实现了各模块的动态协同;在有限元数据转换过程中,引入流式体系结构,实现了大规模数据的高效处理和可视化算法的动态添加;在各模块具体程序实现时,提出了一种基于多种软件设计模式的统一扩展机制,实现了有限元可视化全流程开放性,模型文件类型、单元类型、结果类型、可视化算法等统一扩展。第二,针对不断增大的有限元模型规模,提出了一种有效的大规模有限元可视化策略。该策略首先通过分析有限元网格特点,提出了一种基于网格拓扑连接关系的并行模型简化技术,剔除模型内部面片,大幅度减少了图形数据量;其次运用GPU加速技术,将图形数据直接存入GPU中,有效的提升了计算机图形渲染效率;最后实现了单元消隐技术和切片技术,用于观察内部结构,弥补了仅显示模型表面带来的不足。使用这一策略,有限元可视化系统实现了单机千万节点规模有限元模型的流畅显示。通过与多个商业和开源有限元可视化软件显示效果对比,验证了这一策略的有效性。第三,针对现代化产品开发过程中有限元分析结果轻量化显示需求,提出了一种实用的有限元轻量化显示方案。该方案首先利用统一扩展机制,实现了对各种有限元结果文件格式的支持;其次通过网格数据简化和结果数据筛选,大幅降低了显示数据量;最后选取两种广泛使用的轻量化文件格式来保存数据,方便用户观察和使用。数值算例中有限元结果文件经过简化,文件大小显著减小,满足轻量化显示需求。最后,基于新的有限元可视化系统,实现了多方面的定制扩展和应用。在通用可视化算法方面,利用统一扩展机制,实现了面向有限元分析结果的云图、变形图显示;实现了多重多级子结构的模型管理和自动分割技术;实现了线单元的三维外形可视化技术和线单元体单元连接关系可视化技术。这些功能的实现,进一步展示了系统的高度可扩展性。在定制化系统方面,基于单元消隐技术,实现了结构拓扑优化结果可视化系统;利用多模型管理技术,实现了模型修正可视化系统;在过滤器模块基础上实现了湿模态可视化系统。这些系统的实现,进一步展示了本可视化系统的通用性。