航空发动机测试可视化再现系统的开发与研究

论文摘要

随着我国航空航天事业的发展,航空发动机试车测试技术也在飞速发展,发动机性能在不断提高,测试的数据量越来越多,测试正在成为提高与验证航空发动机性能的重要环节。然而,在测试中,得到的是抽象数据,其直观性和可读性差,其中所包含的关键信息难以被发现,在很大程度上造成信息浪费,因此,迫切需要一种有效的处理方法——可视化技术,将数据信息进行可视化处理,来揭示海量数据中的信息。本文研究内容是基于某航空燃气涡轮发动机研究院的需求展开的。为了使研究人员较快地了解发动机测试试验及其结果,更深刻地理解航空发动机相关规律和本质,从而更有效的改进试验方法,就此,本文展开了相关探索和尝试。本文研究内容主要是对试验后的数据做可视化处理,采用可视化方法,实现内容包括航空发动机物理模型结构组态配置(空间位置分布和模型),监控录像与数据同步回放及控制,图形显示(流场、测量截面、动画、二维综合数据),测试环境(测试设备和测试场所)等参数的可视化。其次,本课题建立了主控程序,用于协调多个平台的工作,它将来自数据源的相关试车数据,以适当的形式进入绘图模块和相关的商用软件模块,以实现数据驱动功能。根据任务要求,可视化再现系统可以满足发动机实验件模型结构和测试参数组态、实验流程和实验数据录像与数据同步回放及控制等功能。本平台系统开发使用面向对象的方法,初步探索了模型显示,视屏播放和数据组态等多平台的相互协作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 项目背景
• 1.1.1 航空发动机测试技术的发展现状
• 1.1.2 试验数据可视化再现技术研究的必要性
• 1.2 可视化技术状况
• 1.2.1 可视化概念
• 1.2.2 国内外可视化设计的发展现状
• 1.3 本文研究的目的及实现内容
• 1.4 小结
• 第二章 航空发动机测试及可视化技术与应用
• 2.1 航空发动机测试
• 2.1.1 航空发动机试车说明
• 2.1.2 测试系统和数据处理系统
• 2.2 可视化开发环境与技术
• 2.2.1 软件平台与开发工具选择
• 2.2.2 可视化设计的三个层次
• 2.3 三维建模技术介绍
• 2.3.1 物理建模
• 2.3.2 物体的基本运动状态
• 2.4 实现的内容
• 2.4.1 五大部件的简化设计
• 2.4.2 动画关键帧的设计与实现
• 2.4.3 其它可视化实现部分
• 2.5 小结
• 第三章 数据组态技术
• 3.1 组态技术介绍
• 3.1.1 图形组态系统的发展
• 3.1.2 图形组态系统的功能
• 3.2 图元类的设计及可视化策略设计
• 3.2.1 动态图元类及图符库的实现
• 3.2.2 可视化组态策略设计
• 3.3 航空发动机测试参数组态的可视化代码实现
• 3.4 小结
• 第四章 可视化数据传输
• 4.1 网络技术
• 4.2 数据发送模块设计
• 4.3 数据接收模块设计
• 4.4 小结
• 第五章 数据处理分析
• 5.1 航空发动机试车可视化数据库系统简介
• 5.2 航空发动机试车对数据库的主要需求
• 5.3 用于发动机试车的数据库
• 5.4 航空发动机可视化数据库开发的难点
• 5.5 数据存盘和通道表数据结构
• 5.6 图段及其属性操作
• 5.7 小结
• 第六章 软件设计与实现
• 6.1 试验数据可视化再现平台的需求分析
• 6.2 总体设计
• 6.2.1 航空发动机试车可视化系统功能
• 6.2.2 航空发动机试车可视化系统结构
• 6.3 软件实现
• 6.3.1 可视化模块实现
• 6.3.2 方案解决的问题
• 6.4 平台基本特点
• 6.5 小结
• 第七章 结论和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果