《計算力學基本計算及可視化工具程式包的開發與集成》是依託北京大學，由蔡慶東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：計算力學基本計算及可視化工具程式包的開發與集成
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：蔡慶東
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目基於 Fortran 語言，按一般的並且統一的數據結構，設計開發最基本的計算模組程式和可視化模組程式。具體包括最基本的三角形，四邊形，四面體，六面體，多邊形和多面體等基本元素的相關計算和繪圖程式，結構格線和非結構格線的生成和調整程式，等值線和等值雲圖的繪製程式，標準的數據輸出程式，以及計算流體力學中常用的精確解和各種數值格式的通量計算程式等。同時，還集成一些常用的代數計算程式，利用動態數組技術，通過修改程式入口參數來簡化程式的使用。所有這些程式的功能都是相對獨立的，作為最基本的計算和繪圖工具，形成一個程式包。在此程式包的基礎上，可以快速組裝出功能強大的集計算和可視化於一體的實現某一特定功能的科學計算程式。
結題摘要
採用微型個人計算機做各種數值計算的科研工作者，廣泛使用 Fortran 語言編寫計算程式。所使用的平台主要有 Windows 下的 Power Station 和 Visual Fortran。在數據的後處理方面，通常情況下都是把計算結果存儲為特定的數據檔案，然後再利用後處理軟體 (例如TecPlot, EnSight 等) 對數據進行分析整理。考慮到在 Windows 下的軟體平台已經了繪圖庫，為了提高效率，我們直接使用 Fortran 的繪圖命令，把繪圖子程式嵌入到計算程式中，達到計算與數據處理同時進行的效果。在程式的調試階段，這不僅可以加快處理速度，還有利於儘早發現程式中的失誤。另外，直接用計算所使用的數據繪圖，也使得原始信息的損失保持在最低限度，還可以在不存儲過多數據的情況下，得到大量中間結果的圖象。把這些圖形自動存儲下來，可以得到流暢的動畫。為了方便使用，我們將實現特定功能的繪圖子程式和數值計運算元程式集成為一個子程式庫。利用的基本繪圖指令，可以用來在螢幕上繪二維和三維圖形。包括繪等值線圖，格線圖，等值面，矢量圖等眾多常用的子程式。可在直角坐標系、柱坐標系（極坐標系）及球坐標系下繪圖。還針對流體力學特定問題編制了一些常用的子程式，這些子程式可以滿足基本需要。同時，我們也開發集成了代數和幾何方面的基本程式(平面和空間點線體的位置關係，三角形、四面體、四邊形、六面體以及一般的多邊形和多面體的計算，結構和非格線生成等)，基本的數值工具(數據擬合，數值積分，FFT，矩陣計算等)，初步形成一個方便使用的程式模組庫。程式庫提供了超過一千頁的詳細說明書，並正準備出版。另外，在項目執行期間，有四篇標註了該項目資助的文章發表。
