大规模有限元模型图形可视化引擎技术研究

作     者：王晓辉 许向彦 聂小华 常亮 

作者机构：中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室 

出 版 物：《计算机应用与软件》 (Computer Applications and Software)

年 卷 期：2025年

学科分类：11[军事学] 07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 0835[工学-软件工程] 0701[理学-数学] 1109[军事学-军事装备学] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：陕西省重点研发计划项目(2022ZDLGY02-03) 工信部民用飞机专项科研项目(MJZ3-2N21) 科技部工业软件专项(2021YFB3302301) 

主　　题：千万单元规模 有限元模型可视化 数据管理引擎 三维图形渲染 SABRE 

摘      要：针对复杂结构精细化仿真分析中的大规模有限元模型可视交互力弱的问题，针对性提出了高效的模型数据管理及显示的关键技术与软件设计方案。首先基于轻量化的有限元模型数据结构设计，实现了高效的有限元模型数据管理引擎；其次基于最小节点相关面表法有效剔除网格模型内部单元面，降低了图形渲染规模；再基于BVH结构的射线拾取算法和Qt通信机制实现了三维模型图形交互；最后采用三层软件架构设计研发了一款高性能可视化引擎***。通过与软件测试对比，表明该引擎可完全支持千万单元/节点规模的有限元模型的显示及交互操作，在模型显示效率、大规模问题适用性方面具备一定优越性。