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有限元法是地下水动力学中重要的数值计算方法之一。该方法的应用使地下水动力学得到了迅速发展。当前科学计算可视化是地下水动力学计算领域的一个重要研究方向。有限元计算需要可视化技术支持,有利于地下水动力学学科的发展。 论文首先对地下水动力学中主要的渗流理论做了系统叙述,接着对渗流问题有限元分析过程(前处理阶段、计算阶段和后处理阶段)涉及的科学计算可视化技术做了分析研究。包括:科学计算可视化的开发环境,有限元法前处理阶段的主要网格剖分算法、网格剖分算法的选择、地下水有限元计算阶段的可视化技术、地下水有限元后处理阶段的可视化、后处理中等水头线的生成技术,非稳定流水头变化曲线,真实感图形和地下水体绘制图,网格图的各种标识,Delphi下OpenGL在后处理中的开发基础等。 该文利用面向对象技术、UML建模方法和Delphi 7.0进行了地下水流有限元计算可视化系统分析、设计和实现。软件从功能上被划分为前处理、有限元计算和后处理三大功能模块。前处理包括:网格自动剖分和网格半自动剖分的功能分析、设计和实现;有限元计算包括:三角形单元承压稳定流计算和非稳定流计算、矩形单元承压非稳定流计算、任意四边形单元承压非稳定流计算、四面体单元承压三维非稳定流计算的分析、设计和实现。后处理包括:非稳定流水头随时间变化曲线的分析、设计和实现,基于Surfer ActiveX Automation技术的等水头线等图件生成的分析、设计和实现。最后,论文利用开发的系统,结合工程实例进行了系统主要功能的应用测试,证明了系统功能的有效性。