一种基于不同物理介质的三维温度场插值方法

摘要

本发明公开了一种基于不同物理介质的三维温度场插值方法，属于三维模型映射技术领域，该方法包括：绘制模型网格，获取网格节点坐标，采集模型中的传感器数据，判断传感器与模型节点的位置关系，依据位置关系设置空间插值算法的权重系数，对于每个网格节点，判断传感器点是否与该网格节点处于同一介质模型内，依据传感器点与网格节点所处的介质状态，确定插值权重系数，计算插值结果，得到每个模型的实时三维温度场表征图像，用于对模型进行实时的温度场监控；本发明通过传感器点与模型网格节点的位置关系结合三维模型的物理属性，修正空间插值权重系数，有效改善了模型的三维表征效果和实用性；以上方法不仅局限于三维温度场显示领域，还可以通用于其他物理场三维显示领域。

主权项

一种基于不同物理介质的三维温度场插值方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1)绘制模型网格，网格节点的坐标为(x_i，y_i，z_i)，i＝1，2，...P，P为自然数，将该模型按照物理属性划分为不同介质区域并编号(1，2，...，n)，对应的传热系数为(k₁，k₂，...k_n)；步骤2)遍历每个网格节点，判断传感器点与网格节点的位置关系，以第i个网格节点(x_i，y_i，z_i)为研究对象，假设该网格节点所属的介质区域为a，a∈[1，n]，遍历每个传感器点(x_j′，y_j′，z_j′)，j＝1，2，...Q，Q为自然数，其中(x_j′，y_j′，z_j′)是第j个传感器点的位置坐标，依次判断传感器点与网格节点是否重合，若是，则该网格节点的值为传感器点的值，若否，判断传感器点与网格节点的热传导方向上共涉及哪几层介质区域，若传感器点与网格节点处于同一介质区域内，即只涉及该介质区域，则插值修正系数为若传感器点所属的介质区域为a的相邻区域，设为b，b∈[1，n]，即涉及a，b介质区域，则插值修正系数为若传感器点所属的介质区域为u，u∈[1，n]，而网格节点与传感器点的热传导方向上还包括w个介质区域，即涉及a，b...，u介质区域，则插值修正系数为w为中间介质区域个数，依此类推...步骤3)在一个数据采集周期开始时，实时采集传感器数据m_j′，j＝1，2，...N，N为自然数，以第i个网格节点(x_i，y_i，z_i)为研究对象，则第i个网格节点的值m_i为$m_j=\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{{m_j}^{\prime }·c_j}{{\left[d_j(x,y,z)\right]}^2}/\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{c_j}{{\left[d_j(x,y,z)\right]}^2},(d_j(x,y,z)\ne 0)$m_i＝m_j′             (d_j(x，y，z)＝0)其中d_j(x，y，z)是网格节点位置(x_i，y_i，z_i)到传感器点位置(x_j′，y_j′，z_j′)的距离：[d_j(x，y，z)]²＝(x_i‑x_j′)²+(y_i‑y_j′)²+(z_i‑z_j′)²c_j为第j个传感器点的插值修正系数；步骤4)使用三维模型映射技术对网格节点数据m_i(x_i，y_i，z_i)进行颜色渲染，得到模型的三维可视化云图，用于对模型进行实时的温度场监控；步骤5)下一个采集周期一到，返回步骤3)。